[实用新型]单定子双转子轴向磁通混合永磁对转电机

说明书

本实用新型提供了一种单定子双转子轴向磁通混合永磁对转电机，涉及电机技术领域。所述对转电机包括：盘式定子、第一盘式转子和第二盘式转子；第一盘式转子和第二盘式转子分别位于盘式定子的两侧，盘式定子上绕制有定子绕组，第一盘式转子内侧设置有高矫顽力永磁体组，第二盘式转子内侧设置有混合永磁体组，混合永磁体组包括：第二高矫顽力永磁体和低矫顽力永磁体。本实用新型采用高矫顽力永磁转子与混合永磁转子相匹配的结构，实现定子两侧气隙磁场的不对称可调，定子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，从而调节第二盘式转子的单侧气隙磁场，适应不对称负载运行。

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，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。

例如，实用新型专利CN201278487公布了一种水下航行器推进用内、外双转子对转永磁同步电机，采用径向磁通结构，其中间定子安装单馈电环型交叉电枢绕组，两个径向永磁转子分别位于定子的内侧和外侧同心位置，该实用新型实现了无刷化，功率密度高，但内外转子大小不一致，转矩难以平衡，且无法避免两个异向转矩之间存在相互关联和耦合。

又如，专利CN111162706A公布了一种盘式对转永磁同步电机的控制方法，研究了主-从矢量控制策略，通过实时比较两个转子的功角，对负载大的转子进行控制，负载小的转子跟随运行，采用基于线性自抗扰控制器的防失步控制策略，改善了抗干扰性能，提高了调节速度，但该方法下电机的转矩和转速脉动大、动态性能不理想。以上方案技术均未能妥善解决单定子双转子永磁对转电机的不对称负载运行问题，且目前国内已有相关专利和文献在单定子双转子对转电机适应不对称负载运行方面尚未提出有效的实施案例。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种单定子双转子轴向磁通混合永磁对转电机，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，本实用新型通过以下技术方案予以实现：