[发明专利]集成磁齿轮复合电机的双磁场调制式变速传动装置

说明书

本发明公开了一种集成磁齿轮复合电机的双磁场调制式变速传动装置，包括集成的驱动系统与传动系统，驱动系统由同轴安装的电机定子与电机转子组成，驱动系统中的电机为场调制永磁电机，电机定子由调磁块与电机定子齿集成为一体，电机转子的永磁体采用内嵌辐条聚磁式排布方式；传动系统采用非均匀气隙的磁齿轮传动，所述传动系统包括同轴安装的内转子、调磁环和外转子，传动系统的外转子永磁体采用凸极结构，外转子永磁体与调磁环构成非均匀气隙，其中，电机转子兼为传动系统的内转子，使驱动系统与传动系统相复合集成。本发明能够解决因磁齿轮传动系统传动比过大而导致传动效率急剧下降的问题。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种集成磁齿轮复合电机的双磁场调制式变速传动装置。

背景技术

对于传统双气隙场调制电机，由于其绕组所形成的磁场需经过多层气隙后才能与转子永磁体磁场耦合，使得气隙磁压降过高并导致整体效率下降。且由于多气隙的结构特点，使现有的磁齿轮复合电机在结构上仍然较为复杂，因此需对复合电机内部的磁齿轮结构进一步优化，简化其机械结构，降低其制造成本并提高其运行过程中的可靠性。过于复杂的机械与磁路结构必将导致磁齿轮复合电机损耗的增加，提高磁齿轮复合电机的运行成本，降低其工程应用价值。

传统的磁齿轮复合电机通常由分别独立的驱动系统和传动系统组合而成，驱动系统通常为永磁电机驱动，不具有变速功能，传动系统为磁齿轮传动。由于永磁电机不能进行变速传动，所以传动系统磁齿轮的传动比即为磁齿轮复合电机的传动比，但随着磁齿轮的传动比的逐渐增加，其传动效率将急剧下降，从而对磁齿轮复合电机整体的性能造成影响。

发明内容

本发明的目的在于提出一种集成磁齿轮复合电机的双磁场调制式变速传动装置，以解决因磁齿轮传动系统传动比过大而导致传动效率急剧下降的问题。

一种集成磁齿轮复合电机的双磁场调制式变速传动装置，包括集成的驱动系统与传动系统，驱动系统由同轴安装的电机定子与电机转子组成，驱动系统中的电机为场调制永磁电机，电机定子由调磁块与电机定子齿集成为一体，电机转子的永磁体采用内嵌辐条聚磁式排布方式；传动系统采用非均匀气隙的磁齿轮传动，所述传动系统包括同轴安装的内转子、调磁环和外转子，传动系统的外转子永磁体采用凸极结构，外转子永磁体与调磁环构成非均匀气隙，其中，电机转子兼为传动系统的内转子，使驱动系统与传动系统相复合集成，驱动系统和传动系统通过螺钉、机架前端盖和机架后端盖固定于机架，复合电机的输出轴与外转子相连。

根据本发明提出的集成磁齿轮复合电机的双磁场调制式变速传动装置，将驱动系统和传动系统两部分进行复合集成。其中驱动系统采用场调制永磁电机，由电机定子与电机转子同轴安装组成，电机定子由调磁块与电机定子齿集成为一体，在使其具备磁场调制作用的同时减少了一层气隙，电机转子永磁体呈辐条聚磁式结构排布，该结构能够有效降低因多气隙造成的磁漏，简化了电机的机械结构且提高了其转矩密度；传动系统采用磁齿轮传动，磁齿轮传动系统由内转子、调磁环和外转子同轴安装组成，其中电机转子兼为传动系统内转子，使场调制电机与磁齿轮相复合；外转子永磁体呈凸极结构，与调磁环组非均匀气隙结构，该结构有助于增强磁场调制作用，从而有助于提高磁齿轮的输出转矩。在整体结构上，不同于传统磁齿轮复合电机，本申请中的驱动系统和传动系统均具有变速传动的功能，有效解决了因磁齿轮传动系统传动比过大而导致其传动效率急剧下降的问题。

另外，根据本发明提供的集成磁齿轮复合电机的双磁场调制式变速传动装置，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，电机定子由定子齿与调磁环相集成。驱动系统中的电机为场调制永磁电机，其电机定子由定子齿与调磁环相集成，减少了由定子与调磁环间的一层气隙，有效降低因多气隙造成的磁漏，简化了电机的机械结构且提高了其转矩密度。

进一步地，定子槽数Z、电枢绕组极对数P₁与电机转子的永磁体极对数P₂之间满足条件式：

P₁+P₂＝Z。