[发明专利]一种电动汽车用双转子混合励磁永磁同步电动机及其方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车用双转子混合励磁永磁同步电动机及其方法，该电机包括径向定子、轴向转子和径向转子，径向转子安放于径向定子内部，与径向定子同轴布设，径向转子的端部设置有轴向转子，与径向转子同轴布设；通过伺服电机拖动轴向转子转动，使轴向转子和径向转子保持相同的转速，径向转子上设有永磁体，永磁体产生的磁通一部分通过径向隙进入到径向定子产生径向主磁通，另一部分通过轴向气隙进入到轴向转子产生轴向主磁通，轴向磁通和径向磁通呈现并联关系，通过改变轴向转子和径向转子的相对位置，可以调节径向转子的轴向磁通，从而间接的控制径向转子的径向磁通，实现混合励磁功能，拓宽电动汽车驱动电机的经济运行范围。

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电动机，具体涉及一种电动汽车用双转子复合结构混合励磁永磁同步电动机及其方法。

背景技术

近年来，随着永磁材料耐高温性能的提高与价格的降低，永磁电机在国防、工业、农业与日常生活中得到了广泛的应用，正在向大功率化，高功能化和微型化方向发展，永磁电机的品种和应用领域不断扩大。目前永磁电动机的功率从几毫瓦到几千千瓦，应用范围从小到玩具电机，大到舰船牵引用到的大型永磁电机，在国民经济、日常生活、军事工业、航空航天的各个方面得到了广泛的应用。主要应用如下：

(1)家用电器：包括电视音像设备、风扇、空调外挂机、食品加工机、油烟机等。

(2)计算机及其外围设备：包括计算机(驱动器、风扇等)、打印机、绘图仪、光驱、光盘刻录机、扫描仪等。

(3)工业生产：包括工业驱动装置、材料加工系统、自动化设备、机器人、传动系统等。

(4)汽车行业：包括永磁起动机、雨刮器电机、门锁电机、座椅升降电机、遮阳顶棚电机、清洗泵电机、录音机用电机、玻璃升降电机、散热器冷却风扇电机、空调电机、天线升降电机、油泵电机、后视镜调节等。

(5)公共生活领域：包括钟表、美容机械、自动售货机、自动取款机、点钞机等。

(6)交通运输领域：包括电车、飞机辅助设备、舰船等。

(7)航天领域：包括火箭、卫星、宇宙飞船、航天飞机等。

(8)国防领域：包括坦克、导弹、潜艇、飞机等。

(9)医疗领域：包括牙钻、人工心脏、医疗器械等。

(10)发电领域：包括风力发电、余热发电、小型水力发电、小型内燃发电机组用发电机，以及大型发电机的副励磁机等。

(11)新型纯电动汽车领域：在当今环保和能源问题备受关注的大趋势下，为解决传统汽车污染环境和使用不可再生能源的缺点，电动汽车呈现加速发展的趋势；同时电动汽车容易实现智能化，有助于改进和提高车辆的安全和使用性能。电动汽车对其驱动系统具有转矩控制能力好，转矩密度高，运行可靠，调速范围大等要求，因此，研究并开发出高水平的电动汽车驱动电机具有重要的意义。

常规永磁电动机通常分为以下4类：永磁直流电动机、异步启动永磁同步电动机、永磁无刷直流电动机和调速永磁同步电动机。

永磁直流电动机与普通直流电动机在结构上的不同在于前者取消了励磁绕组和磁极铁心，并用永磁磁极取代，具有结构简单、可靠性高、效率高、体积小、重量轻等特点、大多数的永磁直流电动机是微型电动机，在电动玩具、家用电器、汽车工业中得到了广泛应用，其中在汽车工业中的应用发展最快。

无刷直流电机和调速永磁同步电机结构上基本相同，定子上为多相绕组，转子上为永磁体，它们的主要区别是无刷直流电机根据转子位置信息实现自同步。它们的优点在于：取消了电刷换向器，可靠性提高；损耗主要由定子产生，散热条件好；体积小，重量轻。

异步启动永磁同步电动机与调速永磁同步电动机结构上的区别是：前者转子上有起动绕组或具有起动作用的整体铁心，能自起动，无需控制系统即可在电网上运行。