[发明专利]一种基于不等宽磁钢分布的双机电端口电机

说明书

本发明公开了一种基于不等宽磁钢分布的双机电端口电机，包括定子、中间转子和内转子，三者同轴从外到内嵌套，所述内转子包括第二导磁铁心和多个磁钢；所述多个磁钢不等宽，且分布于所述第二导磁铁心的表面或内部，呈环状结构。所述多个不等宽磁钢的分布包括以一个或多个宽度为a的磁钢为单元与以一个或多个宽度为b的磁钢为单元交错分布；或宽度相等的磁钢随机分布，剩余磁钢均不相等；或宽度相等的磁钢随机分布，剩余磁钢均不相等。本发明采用内转子放置磁钢，设置磁钢不等宽的分布产生多个极对数的磁动势谐波，实现了双机电端口的功能。

技术领域

本发明属于永磁电机技术领域，更具体地，涉及一种基于不等宽磁钢分布的双机电端口电机。

背景技术

在诸多工业应用领域，特别是混合动力汽车中，转速与转矩传动比可变的无级变速器备受关注。现有的混合动力汽车动力系统，以丰田普锐斯为代表，大多采用行星齿轮来完成内燃机和车轮负载之间的转速解耦；通过额外电动机/发电机的转矩完成内燃机和车轮之间的转矩解耦；在内燃机和负载的转速、转矩解耦后，内燃机可以始终工作在最大效率点上且不影响车轮负载运行。该系统大大提高了内燃机的工作效率，降低了车辆油耗与尾气的排放量。但这种纯机械传动装置，不可避免的会有机械结构的振动、噪声以及机械磨损等问题。

为了弥补上述缺陷，有发明提出了基于双机械端口的电气传动方案。专利文献CN105375714A公开了一种双机械端口、双电端口永磁电机，将磁场调制电机与普通永磁电机同轴嵌套到同一台电机内，外部定子与永磁体构成一台普通永磁电机，内部定子、调制环与永磁体构成一台磁场调制电机。该结构通过内、外定子绕组的电流频率独立控制中间转子与内转子的转速，通过普通永磁电机在永磁转子上施加额外转矩实现中间转子与内转子的转矩解耦，从而利用无刷结构实现双机械端口电机的功能。但由于该电机结构永磁体产生的励磁磁场需要穿过三层气隙，其磁路磁阻较大，造成磁场较弱，削弱了电机的转矩输出能力。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于不等宽磁钢分布的双机电端口电机，通过将两台解耦的磁场调制电机嵌套在同一电机内，旨在解决现有的双机械端口的电机因磁路磁阻较大导致电机的转矩输出能力差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于不等宽磁钢分布的双机电端口电机，包括：定子、中间转子和内转子，三者同轴从外到内嵌套，其中，定子包括第一导磁铁心和两套绕组，内转子包括第二导磁铁心和多个磁钢；

所述第一导磁铁心为齿槽结构；

所述两套绕组设置于第一导磁铁心的槽内，且两套绕组的极对数不相等，用于电机的两个电端口；

所述多个磁钢不等宽，且分布于所述第二导磁铁心的表面或内部，呈环状结构，用于产生极对数不同的磁动势谐波；

优选地，所述多个不等宽磁钢的分布包括以一个或多个宽度为a的磁钢为单元与以一个或多个宽度为b的磁钢为单元交错分布，且宽度a与宽度b不相等。

优选地，所述多个不等宽磁钢的分布包括宽度相等的磁钢随机分布，剩余磁钢均不相等。

优选地，所述磁钢的宽度均不相等。

所述中间转子包括等距分布的第三导磁铁心，用于电机的机械端口；

所述定子的第一导磁铁心、内转子的第二导磁铁心及第三导磁铁心同轴套设。

优选地，所述两套绕组可均为单层绕组或双层绕组；或者所述一套绕组为双层绕组，另外一套为单层绕组；

优选地，所述两套绕组为三相绕组或n相绕组，其中，n>3。

优选地，所述内转子为内置式磁钢结构或者表贴式磁钢结构。

优选地，所述电机中间转子和内转子构成双机械端口。