[发明专利]电动汽车用双向磁路耦合式磁场调制直驱电机

说明书

电动汽车用双向磁路耦合式磁场调制直驱电机，涉及磁场调制型复合电机在混合励磁领域。本发明是为了解决现有电动汽车用永磁电机永磁磁场难以调节和低速大转矩特性不足的问题。本发明外定子铁芯的内圆周面沿周向均匀设有2n个外定子齿，每个外定子齿上均缠绕有外定子直流电励磁绕组，相邻的两个外定子直流电励磁绕组的电流方向相反，外定子铁芯的外圆周面沿周向均匀开有2n个永磁体槽，每个永磁体槽槽内均设有一块永磁体、且永磁体朝向槽底和槽口的两侧均设有隔磁桥，对应永磁体槽底部的外定子铁芯部分作为导磁桥，相邻的两个永磁体充磁方向相反，永磁体磁力线走向为外定子铁芯的切向，外定子直流电励磁绕组的磁力线走向为外定子铁芯的径向。

技术领域

本发明属于磁场调制型复合电机在混合励磁领域。

背景技术

电动汽车作为解决当代社会能源危机的重要举措，在汽车发展领域具有举足轻重的地位。如何设计高性能的电动汽车用永磁同步电机已成为国内外专家学者研究的热点问题。目前，电动汽车用永磁电机依然存在着一些问题，如：永磁磁场难以调节，这就使得电动汽车在恒功率运行时难以获得较宽的调速范围；电机低速大转矩特性不明显，在汽车内部需要安装减速装置，增大了车用电机所占整体空间。

基于磁齿轮效应的磁场调制型复合电机具有低速大转矩的特性，以调磁环作为转子可以实现自降速功能，能够节省汽车内部空间，但是其自身永磁磁场依然相对恒定，难以调节；另一方面，就混合励磁电机而言，其气隙磁场虽然灵活可调，但转矩输出能力，转矩密度以及功率密度上的不足使其难以在电动汽车领域有广泛的应用。

发明内容

本发明是为了解决现有电动汽车用永磁电机永磁磁场难以调节和低速大转矩特性不足的缺点，基于磁场调制原理和混合励磁原理的结合提出了双向磁路耦合式磁场调制直驱电机。

电动汽车用双向磁路耦合式磁场调制直驱电机，包括：内定子、外定子、杯型转子、机壳和输出轴；机壳为圆筒形结构，机壳的两端分别通过左端盖和右端盖封堵，输出轴贯穿机壳的两端，右端盖向机壳内部围绕输出轴延伸形成基座，内定子套固在基座外，外定子固定在机壳内壁上，杯型转子的底部套固在输出轴上，杯型转子位于内定子与外定子之间、且开口端朝向右端盖，内定子与外定子均与杯型转子之间留有气隙，内定子、外定子、杯型转子、机壳和输出轴同轴设置，

外定子铁芯的内圆周面沿周向均匀设有2n个外定子齿，n为正整数，每个外定子齿上均缠绕有外定子直流电励磁绕组，相邻的两个外定子直流电励磁绕组的电流方向相反，

外定子铁芯的外圆周面沿周向均匀开有2n个永磁体槽，每个永磁体槽均与相邻的两个外定子齿之间的空隙正对，每个永磁体槽槽内均设有一块永磁体、且永磁体朝向槽底和槽口的两侧均设有隔磁桥，对应永磁体槽底部的外定子铁芯部分作为导磁桥，相邻的两个永磁体充磁方向相反，

永磁体磁力线走向为外定子铁芯的切向，外定子直流电励磁绕组的磁力线走向为外定子铁芯的径向。

内定子铁芯的外圆周均匀设有多个内定子齿，每个内定子齿上均缠绕有内定子电枢绕组，内定子电枢绕组上通有三相对称电流。

杯型转子杯体部分的外圆周沿周向均匀开有多个凹槽，凹槽内用于放置非导磁部，相邻两个凹槽之间的部分作为杯型转子的调磁部。非导磁部为空气。

杯型转子由硅钢片制作冲片并且叠压形成。

输出轴靠近左端盖的一侧设有支架，支架用于将杯型转子固定在输出轴上。

左端盖与输出轴之间、右端盖与输出轴之间均通过轴承连接，两个轴承的外部均通过轴承盖封闭。

有益效果：

外定子直流电励磁绕组通电后产生极对数同永磁体产生极对数一致。通以正向直流电时，可增强永磁磁场，进而增强主气隙磁场；通以负向直流电时，削弱永磁磁场，进而削弱主气隙磁场，实现了对电机永磁磁场的灵活调节。