[发明专利]一种定子模块化混合双转子电机

说明书

本发明公开了一种定子模块化混合双转子电机，包括内转子、外转子和若干个定子模块；内转子为凸极转子，外转子为交替极永磁转子，其内周均匀分布若干凸极铁芯，相邻凸极铁芯之间设置永磁体，外转子上所有永磁体的充磁方向相同；每个模块化定子包括内定子齿、外定子齿和定子轭部，所有定子模块依次拼接形成一个完整的定子，内转子与外转子分别与该定子形成独立的气隙；各内、外定子齿上绕有电枢绕组，属于同相的绕组反向连接形成若干相平衡绕组，外定子齿上的绕组与内定子齿上的绕组相互独立，分开控制；在全部或部分内定子齿的表面设置永磁体。本发明可以实现内外电机的电磁解耦，减小永磁体使用量，降低加工与装配难度。

技术领域

本发明属于电机领域，特别涉及了一种双转子电机。

背景技术

永磁电机由于高转矩密度、高功率密度和高效率等优点，在航空航天、国防军工、电动车和风力发电等领域得到了大规模应用。磁通反向电机的永磁体和电枢绕组均位于定子上，易于实现绕组和永磁体的同时冷却，转子采用凸极铁芯转子，转子结构简单，兼顾耐用，适合高速运行。为了兼顾永磁电机和磁通反向电机的优点，考虑将永磁电机结构和磁通反向电机结构融合在一个电机中，形成内外双转子电机，但是这种同时包含两种电机的结构会在两种电机之间产生电磁耦合的问题。同时，这种双电机结构的永磁体使用量较大，增加了机加工成本，且电机结构较为复杂，也增加了加工过程与装配过程的难度。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种定子模块化混合双转子电机。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种定子模块化混合双转子电机，包括内转子、外转子和若干个模块化定子；所述内转子为凸极转子，其外周均匀分布了若干凸极铁芯；所述外转子为交替极转子永磁转子，其内周均匀分布若干凸极铁芯，相邻凸极铁芯之间设置永磁体，外转子上所有永磁体的充磁方向相同；每个模块化定子包括内定子齿、外定子齿以及连接内定子齿和外定子齿的定子轭部，所有模块化定子依次拼接形成一个完整的定子，该定子位于内转子与外转子之间，内转子与外转子分别与该定子形成独立的气隙；各外定子齿上绕有电枢绕组，属于同相的绕组反向连接形成若干相平衡绕组；各内定子齿上绕有电枢绕组，属于同相的绕组反向连接形成若干相平衡绕组；外定子齿上的绕组与内定子齿上的绕组相互独立，分开控制；在全部或部分内定子齿的表面设置永磁体。

进一步地，内定子齿上若干相电枢绕组合成的电枢反应谐波成分与外定子齿上若干相电枢绕组合成的电枢反应谐波成分不同，从而消除内、外两套绕组之间的电磁耦合效应。

进一步地，在每个内定子齿的表面设置n块永磁体，n≥1，同一内定子齿上相邻永磁体的充磁方向相反，相邻内定子齿之间相邻永磁体的充磁方向相反。

进一步地，将永磁体间隔设置在内定子齿的表面，即相邻两个内定子齿中只有一个内定子齿的表面设置永磁体，该永磁体与相邻的内定子齿形成一对磁极，从而构成交替极永磁定子。

进一步地，每一个模块化定子先冲压成形，然后在内、外定子齿上绕制电枢绕组，电枢绕组绕制好后安装定子齿表面的永磁体，最后拼接所有模块化定子。

进一步地，电枢绕组采用集中式绕组。

进一步地，在一个模块化定子中，内定子齿与外定子齿的数量不同。

进一步地，内转子与外转子能够同步运行或者异步运行。

进一步地，内转子与外转子能够做同轴输出或者双机械端口输出。

进一步地，根据电机应用场景，内电机与外电机的位置适应性调换；内电机与外电机均能够做电动运行和发电运行。

采用上述技术方案带来的有益效果：

(1)本发明内外定子上分别为两套独立的电枢绕组，两套绕组没有反电势耦合效应，提高了电机的电磁性能；