[实用新型]一种磁力变速永磁电机

说明书

本实用新型公开了一种磁力变速永磁电机，包括转轴、定子、永磁体、隔磁环、高速内转子、调磁环和低速外转子，所述调磁环采用轴向分段的方式由圆周方向间隔分布的调磁块和非调磁块组成，所述低速外转子为磁场调制齿轮低速转子，所述定子由定子铁芯和定子绕组组成。本实用新型在磁力变速永磁电机中增设了隔磁环，该隔磁环的机械性能和物理性能均较优，具有很好的隔磁效果，防止电磁场向外泄露、有效地消除了磁场调制齿轮气隙谐波磁场的负面影响，降低了永磁电机与磁场调制齿轮主磁通的相互耦合作用。

技术领域

本实用新型属于电机设备技术领域，具体涉及一种磁力变速永磁电机。

背景技术

能源和环保已成为21世纪经济可持续发展的两大瓶颈。作为能耗增长最快的运输业，改变现有运输方式，寻找其他能源，已刻不容缓。当前，纯电动汽车以其节能、环保等优势，逐渐发展成为汽车行业中的新秀，大力发展电动车也成为国际取得高度共识的技术路线。然而受到当前技术条件下电池瓶颈问题的影响，纯电动汽车单次充电续驶里程较短，充电时间过长且电池组价格昂贵，及要求匹配充电站等大型基础设施，这些问题都限制了纯电动汽车在消费市场的推广，于是混合动力汽车应运而生并得到了迅速的发展。

目前，混合动力汽车采用的是基于行星齿轮变速机构的机械式混合动力耦合系统来实现能量的混合，该机械式混合动力耦合系统具有结构紧凑、传动比大、载荷高、工作可靠的优点。然而，该系统的不足之处在于其核心部件行星齿轮为纯机械装置，其结构和工作状态较为复杂，振动和噪声问题严重，影响整个混合动力耦合系统的运行精度、效率和使用寿命；此外，用于混合动力汽车的驱动电机应具有调速范围宽、起动转矩大、后备功率高、效率高的特性，特殊的应用场合使得混合动力汽车用电机高功率密度、高效率及宽调速范围是急需突破的技术瓶颈。

磁力变速永磁无刷电机利用磁力变速，虽有效解决了混合动力汽车中机械齿轮带来的机械摩擦、损耗等问题，提高了电机的转矩及功率密度。但仍存在以下问题：(1)磁齿轮与永磁电机的磁场相互影响，限制了电机极槽配合的多样化选择，不利于复合电机的优化设计；(2)调磁块的存在使得电机的铁耗形成机理更加复杂，铁耗难以精确计算；(3)磁场调制原理使得气隙磁场谐波含量丰富，气隙谐波磁场将导致电机损耗增加、效率下降等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题之一，并提出了一种磁力变速永磁电机，有效地消除了磁场调制齿轮气隙谐波磁场的负面影响，降低了永磁电机与磁场调制齿轮主磁通的相互耦合作用。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种磁力变速永磁电机，其从内到外依次包括转轴、定子、隔磁环、高速内转子、调磁环和低速外转子，还包括永磁体，所述调磁环采用轴向分段的方式由圆周方向间隔分布的调磁块和非调磁块组成；所述永磁体包括内层永磁体、中层永磁体和外层永磁体，所述内层永磁体位于所述定子和所述隔磁环之间，所述中层永磁体位于所述高速内转子和所述调磁环之间，所述外层永磁体位于所述调磁环和所述低速外转子之间；所述低速外转子为磁场调制齿轮低速转子；所述定子由定子铁芯和定子绕组组成；所述隔磁环位于所述内层永磁体和所述高速内转子之间。

优选的，所述调磁块材料为硅钢片或非晶合金稀土材料或铁镍合金，所述非调磁块材料为非导磁的铝。

优选的，所述永磁体均采用Halbach充磁，所述永磁体由沿圆周方向均匀排布的多块永磁体构成，每块永磁体由圆周方向均匀切分成四段的永磁体分段组成；沿顺时针方向，每块永磁体中第一、三永磁体分段沿圆周方向充磁，并且充磁方向相反，每块永磁体中第二、四永磁体分段沿轴向充磁，并且充磁方向相反。

优选的，所述隔磁环外侧面与所述高速内转子内侧面结构相互配合连接或卡接。

优选的，所述隔磁环的制备材料包括含量摩尔比为Fe₂O₃：58-70％，TiO₂：10-20％，MnO₂：10-20％和微量添加物的组分。