[发明专利]横向-轴向磁通结构无刷复合式永磁电机

摘要

横向-轴向磁通结构无刷复合式永磁电机，属于永磁电机的技术领域，本发明为了解决现有串联式、并联式和混联式驱动装置中发动机和系统其他部件不能简单高效配合，从而使整个系统存在体积笨重、结构复杂、成本偏高、性能受限，而不能有效地将动力输出的问题，本发明包括壳体和端盖，壳体的两端设置有端盖，在壳体内并列设置有横向磁通双转子电机和轴向转矩调节电机，通过不同频率的两个电机的定子供电；通过调轴向转矩调节电机的定子绕组的电流可以提供可变的转矩差，同时通过调节横向磁通双转子电机的定子绕组和轴向转矩调节电机的定子绕组的供电频率，可以提供可变的转速差。实际路况需要汽车发动机提供不断变化的转速和转矩。

主权项

横向‑轴向磁通结构无刷复合式永磁电机，它包括壳体(4)和端盖(3)，壳体(4)的两端设置有端盖(3)，其特征在于，在壳体(4)内并列设置有横向磁通双转子电机和轴向转矩调节电机，所述横向磁通双转子电机包括第一定子(5)、横向磁通转子(6)、第一永磁转子(1)、永磁转子输出轴(2)和横向磁通转子输出轴(9)，所述轴向转矩调节电机包括第二定子(8)和第二永磁转子(7)，横向磁通转子输出轴(9)同时作为轴向转矩调节电机的转子轴，所述轴向转矩调节电机的第二定子(8)固定在端盖(3)的内壁上，第二永磁转子(7)固定在横向磁通转子输出轴(9)上，第二定子(8)和第二永磁转子(7)之间沿轴向方向有气隙，所述气隙宽度为L3；第二定子(8)由第二定子绕组(8‑2)和第二定子铁心(8‑1)组成；所述横向磁通双转子电机的第一定子(5)固定在壳体(4)的内侧壁上，第一永磁转子(1)固定在永磁转子输出轴(2)上，横向磁通转子(6)位于第一定子(5)与第一永磁转子(1)之间，所述横向磁通转子(6)固定在横向磁通转子输出轴(9)上，并且所述横向磁通转子(6)通过轴承与永磁转子输出轴(2)转动连接；横向磁通转子(6)和第一定子(5)之间有气隙，所述气隙宽度为L1；所述横向磁通转子(6)与第一永磁转子(1)之间有气隙，所述气隙宽度为L2；第一定子(5)由m个结构相同的相单元沿轴向紧密排列组成；每个相单元均由第一定子铁心(5‑1)和第一定子绕组(5‑2)构成；每个第一定子铁心(5‑1)的截面为“凹”字形，“凹”字形的开口面向横向磁通转子(6)，第一定子绕组(5‑2)嵌在所述“凹”字形的开口中；横向磁通转子(6)由支撑部分(6‑1)和m个横向磁通单元(6‑2)组成，每个横向磁通单元(6‑2)含有n对横向磁通转子齿(6‑2‑1)，所有横向磁通转子齿(6‑2‑1)固定在支撑部分(6‑1)上；m个横向磁通单元(6‑2)沿轴向均匀排列，且每个横向磁通单元(6‑2)分别与第一定子(5)中的一个相单元相对应，每个横向磁通单元(6‑2)的n对横向磁通转子齿(6‑2‑1)分成平行的左右两列，每列横向磁通转子齿(6‑2‑1)沿圆周均匀分布组成圆环状；同列中相邻两个横向磁通转子齿(6‑2‑1)之间的间距为d，两列中位置相对应的两个横向磁通转子齿(6‑2‑1)位于横向磁通转子(6)的同一条母线上，并组成横向磁通转子(6)的一对极；每个横向磁通单元(6‑2)中的两列横向磁通转子齿(6‑2‑1)沿圆周组成的两个圆环与位置相对应的第一定子铁心(5‑1)的“凹”字形开口的两侧凸出部分分别对齐；相邻横向磁通单元(6‑2)沿圆周方向错开1/m倍的同列相邻两个横向磁通转子齿(6‑2‑1)间距d所占的空间角度；第一永磁转子(1)由第一永磁转子铁心(1‑1)和m个第一永磁体单元(1‑2)构成，第一永磁转子铁心(1‑1)的外圆周表面设置有m个永磁体单元(1‑2)，m个永磁体单元(1‑2)沿轴向均匀分布，且每个永磁体单元(1‑2)与一个横向磁通单元(6‑2)相对应，每个永磁体单元(1‑2)设置有m个第一转子铁心(1‑2‑1)和2n对第一转子永磁体(1‑2‑2)，所述2n对第一转子永磁体(1‑2‑2)分成平行的左右两列，每列中的第一转子永磁体(1‑2‑2)沿圆周均匀分布组成圆环状；两列中位置相对应的第一转子永磁体(1‑2‑2)位于第一永磁转子(1)的同一条母线上，并组成第一永磁转子(1)的一对极；每个永磁体单元(1‑2)中的两列第一转子永磁体(1‑2‑2)沿圆周组成的两个圆环与位置相对应的横向磁通单元(6‑2)中的两列横向磁通转子齿(6‑2‑1)沿圆周组成的两个圆环分别对齐，第一转子永磁体(1‑2‑2)顶面与横向磁通转子齿(6‑2‑1)底面的形状、尺寸相同；所述第一转子永磁体(1‑2‑2)沿径向充磁，并且每对极中的两块第一转子永磁体(1‑2‑2)的充磁方向相反，同列相邻两块第一转子永磁体(1‑2‑2)的充磁方向也相反；第一转子永磁体(1‑2‑2)嵌入第一转子铁心(1‑2‑1)的外表面中或固定在第一转子铁心(1‑2‑1)的外表面上；同列相邻两个第一转子永磁体(1‑2‑2)的间距所占空间角度，为横向磁通转子(6)中同列相邻两个横向磁通转子齿(6‑2‑1)间距d所占空间角度的一半；所述m和n均为大于0的整数。