[发明专利]单定子双转子轴向磁通混合定子永磁对转电机

说明书

本发明提供了一种单定子双转子轴向磁通混合定子永磁对转电机，涉及电机技术领域。所述对转电机包括：盘式定子和两个盘式转子；盘式转子靠近盘式定子的一侧设置转子凸极；盘式定子上绕制有定子绕组，定子绕组在盘式定子的两侧电流相序相反；盘式定子的第一侧设置有混合永磁体组，第二侧设置有高矫顽力永磁体组，混合永磁体组包括：第一高矫顽力永磁体和低矫顽力永磁体，低矫顽力永磁体绕设有调磁绕组。本发明中，调磁绕组内施加幅值大小和方向可控的直流电流矢量脉冲，改变低矫顽力永磁体的磁化强度，从而调节盘式定子第一侧的气隙磁场，实现盘式定子两侧的盘式转子同转速下不同转矩输出，适应不对称负载工况的需求。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种单定子双转子轴向磁通混合定子永磁对转电机。

背景技术

对转电机具有单输入的电端口和两个独立输出的机械端口，可应用于对转螺旋桨推进系统中，而对转螺旋桨是保证水下航行器平稳推进、飞机稳定飞行的关键部件，在海洋勘探和航空航天领域应用广泛。对转电机驱动系统具有结构紧凑、体积小、重量轻等优点，更具发展潜力，近年来国内外研究者们也给予了对转电机越来越多的关注。

目前开发的对转电机主要有两种类型：定、转子对转电机和单定子双转子对转电机。定、转子对转电机将定子通过轴承固定在机壳上，定子和转子都可以相对机壳转动，旋转方向相反。其定子电源需由电刷和滑环引入，机械结构复杂性增加，系统可靠性降低，严重制约了该类电机的应用和推广；且在负载不对称时难以确保定、转子的转速相同，如用在对转螺旋桨系统中将会严重影响推进效率。单定子双转子对转电机通常采用交流永磁形式，由一个定子和两个转子构成，两个转子在机械上独立，定子绕组经过特殊设计能够产生两个异向旋转的磁场，由一台逆变器控制，实现双转子的异向旋转。这类电机无需电刷、换向器等装置，维护方便、运行更可靠。相较于定、转子对转电机，无刷化的单定子双转子永磁对转电机具备更好的应用和推广价值。

但是，单定子双转子对转电机采用一台逆变器同时驱动两个永磁转子，由于永磁电机气隙磁场的不可调控，当负载不对称或负载发生突变时，对其中一个转子转矩调节引起的电流变化必然导致另一个转子转矩的改变，两个异向转矩之间存在相互关联和耦合，当负载不对称或者某一个转子负载突变时，传统控制技术难以实现两个转子转矩的“兼顾”控制。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种单定子双转子轴向磁通混合定子永磁对转电机，解决了单定子双转子对转电机难以适应不对称负载的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种单定子双转子轴向磁通混合定子永磁对转电机，所述对转电机包括：盘式定子和两个盘式转子；

两个盘式转子分别位于盘式定子的两侧，所述盘式转子靠近盘式定子的一侧设置有转子凸极；

所述盘式定子上绕制有定子绕组，所述定子绕组在盘式定子的两侧电流相序相反；所述盘式定子的两侧设置有永磁体，其中，盘式定子的第一侧设置有混合永磁体组，第二侧设置有高矫顽力永磁体组，所述混合永磁体组包括：第一高矫顽力永磁体和低矫顽力永磁体，所述低矫顽力永磁体绕设有调磁绕组。

优选的，所述转子凸极呈放射状间隔排列，所述盘式定子的两侧设置有定子凸极，所述定子凸极呈放射状间隔排列，所述定子凸极之间形成定子槽。

优选的，所述永磁体嵌于间隔的定子槽内，盘式定子第一侧的定子槽包括：内槽和外槽，所述内槽靠近盘式定子的轴线，外槽远离盘式定子的轴线。

优选的，高矫顽力永磁体组包括若干第二高矫顽力永磁体，所述内槽和外槽分别嵌有第一高矫顽力永磁体和低矫顽力永磁体；所述第二高矫顽力永磁体嵌于盘式定子第二侧间隔的定子槽内。