[发明专利]一种分割定子磁场可调盘式电机

说明书

本发明公开了一种分割定子磁场可调盘式电机，该电机包括两个定子、永磁体、三相集中电枢绕组、单相集中励磁绕组和转子。定子与转子同轴安装，转子放于两个定子之间。电枢绕组单独位于一个定子，永磁体和电励磁绕组位于另一个定子，转子上既无永磁体又无绕组，结构简单。气隙磁场由励磁绕组产生的电励磁磁场和永磁体产生的永磁磁场共同构成，通过改变电励磁电流实现气隙磁场的调节。电枢绕组和励磁绕组分别位于不同定子，既提高了电机的转矩密度和功率密度，又无需额外增加电机体积就可以实现混合励磁功能。该电机的轴向尺寸较小，适合应用在严格要求薄型安装，如电动汽车用轮毂驱动电机等场合。

技术领域

本发明属于混合励磁电机技术领域，特别涉及一种分割定子磁场可调盘式电机。

背景技术

随着汽车工业的发展和汽车消费的增长，能源危机和环境污染已成为影响我国经济可持续发展的两大瓶颈。电动汽车具有高效、无污染、低噪声等优点，越来越受到世界各国的重视。研制高性能的电动汽车电机驱动系统，提高驱动系统的工作效率，已成为加快电动汽车发展的重要技术手段之一。电机作为电动汽车驱动系统的核心部件，其性能的好坏直接决定了电动汽车的驱动能力和性能。目前，交流电机和永磁电机是当前电动汽车驱动系统的主选电机，但交流异步电机在高速运转的情况下，转子发热严重，异步电机的效率和功率密度偏低，对于提高电动汽车的最大行驶里程不利。永磁电机磁场调节困难，高速运行范围窄。混合励磁电机在永磁电机的基础上引入电励磁绕组，实现了气隙磁场的灵活调节，拓宽了调速范围，在电动汽车领域具有巨大的应用前景。但是传统混合励磁电机的永磁体均置于转子，存在永磁体高温退磁问题，限制了电机出力、降低了电机的功率密度，制约了此类混合励磁电机性能的进一步提高。

分割定子磁场可调盘式电机的永磁体位于定子，冷却方便，可以解决传统混合励磁电机的永磁体高温退磁问题，同径向磁场磁通切换混合励磁电机相比，盘式电机更适合电动汽车的空间安装。串联磁路结构电机存在励磁电流利用率低、磁场调节能力有限的问题，同时，串联的电励磁磁通可能造成永磁体退磁。带导磁桥结构的磁通切换混合励磁电机虽然增大了励磁电流的利用率，减小了永磁体退磁风险，但是导磁桥会造成永磁体短路，输出转矩减小。采用E型铁心结构的磁通切换混合励磁电机将电励磁绕组与电枢绕组均置于同一定子，压缩了绕组空间，降低了转矩密度。采用并列结构的混合励磁磁通切换电机体积大、转矩密度低、结构复杂。

针对上述问题，本发明提出一种分割定子磁场可调盘式电机，即可以实现气隙磁场的灵活调节，拓宽调速范围，又能实现低速大转矩输出，提高转矩密度。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种分割定子磁场可调盘式电机，即可以实现气隙磁场的灵活调节，拓宽调速范围，又能实现低速大转矩输出，提高转矩密度，本专利提供一种分割定子磁场可调盘式电机，包括第一定子、转子和第二定子，所述转子位于第一定子和第二定子的中间，所述第一定子、第二定子与转子同轴安装，所述转子与第一定子、第二定子之间留有相等厚度的气隙一和气隙二，所述第一定子、第二定子和转子均为凸极结构，所述第一定子由十二个电枢定子铁心和十二个三相集中电枢绕组组成，所述第二定子由六个磁场定子铁心、六个集中励磁线圈和六块永磁体组成，所述磁场定子铁心和永磁体交替放置,所述永磁体沿着轴向充磁，所述永磁体充磁方向相同，所述每个三相集中电枢绕组绕在电枢定子铁心齿的齿上，所述十二个三相集中电枢绕组分成三相，每四个三相集中电枢绕组串联构成一相绕组，所述六个单相集中励磁绕组绕在定子铁心的齿上，所述六个单相集中励磁绕组串联构成单相励磁绕组，所述转子包括设置在非导磁圆环上的十个转子极。