[发明专利]一种二级复合直驱电机

说明书

本发明公开了一种二级复合直驱电机，包括绕组总成(1)、内磁环总成(2)、调制环总成(3)、外磁环总成(4)和输出轴(5)，四者同轴套装在一起；绕组总成(1)位于内磁环总成(2)内腔中，并与内磁环总成(2)由气隙隔开；内磁环总成(2)位于调制环总成(3)内腔中，并与调制环总成(3)由气隙隔开；调制环总成(3)位于外磁环总成(4)内腔中，并与外磁环总成(4)由气隙隔开；绕组总成(1)通交流电产生旋转磁场，旋转磁场与内磁环总成(2)、调制环总成(3)、外磁环总成(4)产生作用力，经由输出轴(5)将动能输出。本发明结构简单、体积小，能够实现低转速输出，可满足各种低速负载的需求，适宜推广使用。

技术领域

本发明涉及永磁电机技术领域，具体地说是一种结构简单、体积小且能够实现低转速大扭矩输出的复合直驱电机。

背景技术

永磁电机由于效率高、功率因素高越来越受到广大用户的青睐，但是实际工业应用中有大量的应用场景需要大扭矩低转速的环境，比如说新能源汽车驱动系统、油田磕头机采油系统、带式输送系统、链式输送系统、风力发电系统等；针对这些环境通常有两种解决方案：方案一：采用(永磁)电机+减速机+负载；方案二：采用永磁电机+负载简称永磁直驱方式。方案一增加了传动环节，特别是减速机环节故障率很高。方案二永磁电机直驱方式对于低转速唯一的途径就是增加电机的极对数，这样的结果就是极对数很多，电机结构复杂，体积大，成本很高；或者采用了永磁齿轮与永磁电机进行集成的技术，极对数少，但受体积或工艺限制，转速仍然较高，无法满足低转速负载的要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单、体积小且能够实现低转速大扭矩输出的复合直驱电机，该复合直驱电机能够解决现有永磁电机转速与负载不匹配的缺陷，在永磁复合电机的基础上提出了二级复合直驱电机，使电机的转速进一步降低，增加了传递扭矩，降低了结构复杂性，使得产业化变成了可能。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种二级复合直驱电机，包括相对设置的绕组总成、内磁环总成、调制环总成、外磁环总成和输出轴，其特征在于：绕组总成、内磁环总成、调制环总成和外磁环总成四者同轴套装在一起；绕组总成位于内磁环总成内腔中，并与内磁环总成由气隙隔开；内磁环总成位于调制环总成内腔中，并与调制环总成由气隙隔开；调制环总成位于外磁环总成内腔中，并与外磁环总成由气隙隔开；绕组总成由线圈绕组和铁芯构成，线圈绕组极对数为p₁，铁芯上的凸极数量为p₃；内磁环总成由内圈永磁环和外圈永磁环构成，内圈永磁环的磁极对数为p₂，外圈永磁环的磁极对数为p₄；线圈绕组极对数p₁、凸极数p₃和内圈永磁环的磁极对数p₂的关系为p₁+p₂＝p₃；调制环总成由导磁块和非导磁块间隔排列构成，导磁块数量为p₆；外磁环总成的永磁环磁极对数为p₅；外圈永磁环的磁极对数p₄、调制环总成中导磁块数p₆和外磁环总成的永磁环磁极对数p₅之间的关系为p₄+p₅＝p₆；当绕组总成通交流电时会产生旋转的磁场，旋转磁场被铁芯上的凸极所调制进而产生的空间谐波磁场极对数与内磁环总成中内圈永磁环的磁极对数相匹配，使得绕组总成与内磁环总成之间产生作用力，将电能转换为动能带动内磁环总成旋转；当内磁环总成旋转时，外圈永磁环的旋转磁场被调制环总成上的导磁块所调制进而产生的空间谐波磁场极对数与外磁环总成的永磁环磁极对数相匹配，使得内磁环总成、调制环总成和外磁环总成之间产生作用力，并经由输出轴将动能输出。