[发明专利]磁齿轮功率分配器

说明书

技术领域

本发明涉及永磁电机领域，尤其涉及一种适用于混合动力驱动场合的磁齿轮功率分配器。 

背景技术

目前常规混合动力汽车采用以行星齿轮组为核心的功率分配器，辅以两台电机与一台发动机共同组成混合动力系统的结构。由于齿轮组在运行中存在齿间的接触和间隙，容易产生噪声和磨损。 

现有技术中，还有提出利用同轴磁齿轮结构形成差动装置取代传统的机械行星齿轮。但是传统结构的磁齿轮复合电机中，调磁环转子没有轭部支撑，因此作为高速旋转机构存在风险；且一侧转子往往采用较多极对数的永磁体，这就造成了绕组工作频率过高，从而损耗增大；如果采用较少极对数，则会造成严重的定位力矩问题。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是针对现有技术存在一个或多个的问题提出了一种磁齿轮功率分配器，以减小系统运行中的磨损和噪声，使系统的结构精简，运行可靠，转矩波动减小，且便于生产制造。 

为解决上述技术问题，本发明提出一种磁齿轮功率分配器，其包括：定子(1)，其具有定子本体(11)、定子隔磁块(12)和定子端部(13)；内转子(2)，其具有内转子本体(21)、内转子隔磁块(22)和内转子轴(23)；外转子(3)，其具有外转子本体(31)、外转子隔磁块(32)和外转子轴(33)；其中，所述内转子(2)、所述外转子(3)同轴设置在所述定子(1)的内、外两侧形成定转子；所述定子(1)与所述内转子(2)之间有内层气隙(4)；所述定子(1)与所述外转子(3)之间有外层气隙(5)。 

优选地，所述定转子具有沿轴向重复并列排列的三个单元，其中，所述三个单元的定子沿轴向叠压成一体，且所述三个单元的所述内、外转子彼此之间旋转120度电角度后再沿轴向叠压成一体；所述三个单元之间用隔磁块隔开一定距离。 

优选地，还包括多个定子齿(111)，所述定子齿(111)沿圆周均匀固定在定子端部(13)上，且所述定子齿(111)之间采用联桥(114)相联接；定子槽(112)，其分布在两所述定子齿之间，所述定子槽(112)中布置定子绕组(113)，在槽口处采用槽楔(115)以固定绕组(113)。 

优选地，所述内转子(2)还具有轭部(211)，在所述内转子(2)的所述轭部(211)的外表面布置凸极(212)，其中，所述内转子的所述轭部(211)固定在内转子轴(23)上。 

优选地，所述外转子(3)还具有轭部(311)，所述外转子(3)的所述轭部(311)内侧布置永磁磁极(312)，外转子轭部(311)固定在外转子轴(33)上。 

优选地，所述外转子(3)的所述永磁磁极(312)的极对数N_or与所述定子绕组(113)极对数N_sw之和等于所述内转子(2)的所述凸极(312)的极数N_ir，即：N_ir=N_or+N_sw。 

优选地，还包括外壳(6)、且所述外壳(6)、所述内转子轴(23)和所述外转子轴(33)之间采用轴承(7)滑动联接，所述定子端部(13)固定在所述外壳(6)上。 

本发明实施例还提出了一种串并联混合动力系统，其中，所述内转子轴与所述发动机曲轴联接用于机械能输入，所述外转子轴与所述驱动电机同轴输出至车轮减速机构，且所述电枢绕组由逆变器驱动。 

本发明与现有技术相比，有如下显著优点：(1)采用磁齿轮双转子结构，系统运行时避免了动力耦合过程中的齿轮磨损和噪声；(2)内外转子都具有轭部支撑，运行可靠；(3)在转子极对数较少的情况下，定位力矩得到明显抑制，更适合高速运行情况；(4)绕组磁链波形高度对称，正弦度良好，运行平稳。 

附图说明

图1A为本发明磁齿轮功率分配器的平面结构示意图； 

图1B为本发明磁齿轮功率分配器的剖面结构示意图； 

图2为本发明磁齿轮功率分配器的转子部分沿轴向立体结构示意图； 

图3为本发明磁齿轮功率分配器的定子绕组展开示意图； 

图4是本发明串并联混合动力系统的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。