CN101604901A - 一种集成化电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种集成化电机，包括永磁齿轮和具有转子和定子的通用电机，所述永磁齿轮和通用电机设置在机壳中；所述永磁齿轮在一侧通过低速转轴与外部负载或驱动源相连，在另一侧通过高速转轴与所述通用电机的转子相连，或者，所述永磁齿轮在一侧通过低速转轴与所述通用电机的转子相连，在另一侧通过高速转轴与外部负载或驱动源相连。本发明集成化电机中，永磁齿轮和通用电机共用支撑、转轴、轴承、散热等***，使整个电机的结构简单紧凑。另外，本发明集成化电机的永磁齿轮和通用电机可以根据实际的需要选择为径向或者轴向磁通永磁齿轮和径向或者轴向磁通通用电机。

Description

一种集成化电机
技术领域
本发明涉及一种集成化电机(Electrical Machine)，特别涉及集成轴向或者径向磁通永磁齿轮和轴向或者径向磁通通用电机的集成化电机。
背景技术
现有的电机一般设计为高速运行，以减轻体积和重量，降低成本。当用作发电机(Electrical Generator)或者电动机(Motor)的电机需要将低速转动转化为高速转动或者将高速转动转化为低速转动的时候，通常需要借助机械变速箱来完成所述的转化。
美国专利第4,763,031号公开了一种集成的通用电机和机械变速箱单元，其中所述变速箱包括机壳和设置在所述机壳内的机轴轴承和周转齿轮系，所述轴承还作为机壳外部的通用电机的转轴。美国专利第7,083,378号，第7,259,472号公开了一种机械变速箱与电机集成在一个机壳内构成的风力发电机，所述机械变速箱用于提高转速以用于驱动发电。上述的机械变速箱通常价格比较昂贵，工作时容易产生机械疲劳，震动和噪音，从而影响***的可靠性和稳定性，而且机械变速箱对润滑和维护的频率和质量要求较高。
文献L.H.Hansen，L.Helle，F.Blaabjerg，“Conceptual survey ofGenerators and Power Electronics for Wind Turbines”，Report of Ris
Figure S2008101254550D00011
National Laboratory，Roskilde，Denmark，December 2001公开了一种使用直驱电机连接低速动力源和低速负载的方案，由于不使用机械变速箱，因此可以改善***的可靠性和稳定性。然而，直驱电机用于低速***(如10-20转/分钟的风力涡轮发电机)时，需要采用为数众多的磁极对，导致***结构复杂，体积和重量急剧增加；而且***还要配合使用功率转换器将低频电压转换成工频电压，进一步导致结构复杂和成本的增加。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种可靠、稳定，结构简单紧凑的集成化电机。
为实现上述目的，本发明提出一种集成化电机，包括永磁齿轮和具有转子和定子的通用电机，所述永磁齿轮和通用电机设置在机壳中；所述永磁齿轮在一侧通过低速转轴与外部负载或驱动源相连，在另一侧通过高速转轴与所述通用电机的转子相连，或者，所述永磁齿轮在一侧通过低速转轴与所述通用电机的转子相连，在另一侧通过高速转轴与外部负载或驱动源相连。
根据本发明的一个方面，所述永磁齿轮为轴向磁通永磁齿轮，包括轴向平行设置的低速转子、高速转子和固定在所述低速转子和高速转子之间的定子，所述低速转子和高速转子分别固定在所述低速转轴和高速转轴上；所述通用电机的转子固定在所述轴向磁通永磁齿轮的高速转轴上。
根据本发明的一个方面，所述轴向磁通永磁齿轮的低速转子和高速转子分别包括背铁和沿所述背铁圆周径向均匀分布的磁钢；所述低速转子和高速转子的磁钢相对并且共轴地设置。
根据本发明的一个方面，所述轴向磁通永磁齿轮的定子固定在所述机壳上，包括底板和沿所述底板圆周径向均匀分布的导磁片。
根据本发明的一个方面，所述低速转子和高速转子的磁钢的南北极交替设置，且所述低速转子的磁钢的南北极对数量与所述高速转子的磁钢的南北极对数量不同，所述定子的导磁片的数量为所述低速转子和高速转子的磁钢的极对数量之和。
根据本发明的一个方面，所述高速转子的磁钢的南北极对之间***软磁材料，如硅钢片，以调整极弧系数。
根据本发明的一个方面，所述轴向磁通永磁齿轮的定子上固定地设置轴承板；所述低速转轴的一端通过轴承支承在所述轴承板一侧，所述低速转轴的另一端穿过所述轴向磁通永磁齿轮的低速转子的背铁以固定所述低速转子于其上，并通过轴承支承在所述机壳上；所述高速转轴的一端通过轴承支承在所述轴承板的另一侧，所述高速转轴的另一端穿过所述轴向磁通永磁齿轮的高速转子的背铁以固定所述高速转子于其上，并通过轴承支承在所述机壳上。
根据本发明的一个方面，所述低速转轴通过轴承支承在机壳上，一端向机壳外部延伸用以与外部负载或者动力源相连，另一端向机壳内部延伸穿过所述轴向磁通永磁齿轮的低速转子的背铁以固定所述低速转子于其上；所述轴向磁通永磁齿轮与所述通用电机之间设置固定在所述机壳中的固定板，所述高速转轴分别通过轴承和轴承支承在所述机壳和所述固定板上，并且朝向所述轴向磁通永磁齿轮的方向延伸穿过所述轴向磁通永磁齿轮的高速转子的背铁以固定所述高速转子于其上。
根据本发明的一个方面，所述永磁齿轮为径向永磁齿轮，所述径向永磁齿轮包括径向设置的同轴的低速转子、高速转子和设置在所述低速转子和高速转子之间的定子，所述低速转子和高速转子分别固定在所述低速转轴和高速转轴上；所述通用电机的转子固定在所述轴向磁通永磁齿轮的高速转轴上。
根据本发明的一个方面，所述低速转子和高速转子分别包括背铁和沿背铁圆周按南北极相间均匀分布、朝向所述定子设置的磁钢。
根据本发明的一个方面，所述径向永磁齿轮的定子包括底板和均匀嵌在所述底板中的导磁片。
根据本发明的一个方面，低速转轴通过轴承支承在机壳上，一端向机壳外部延伸用以与外部负载或者动力源相连，另一端向机壳内部延伸穿过所述径向磁通永磁齿轮的低速转子的背铁以固定所述径向磁通永磁齿轮的低速转子于其上；所述径向磁通永磁齿轮与所述通用电机之间设置固定在所述机壳中的固定板，高速转轴分别通过轴承和轴承支承在所述机壳和所述固定板上，并且朝向所述径向磁通永磁齿轮的方向延伸穿过所述径向磁通永磁齿轮的高速转子的背铁以固定所述径向磁通永磁齿轮的高速转子于其上。
根据本发明的一个方面，所述通用电机为径向磁通通用电机，其转子和定子径向共轴地设置。
根据本发明的一个方面，所述通用电机为轴向磁通通用电机，其转子和定子轴向平行设置。
根据本发明的一个方面，所述轴向磁通通用电机包括一对轴向平行设置的转子和一个固定在该对转子之间的定子。
根据本发明的一个方面，所述轴向磁通通用电机的其中一个转子与所述轴向磁通永磁齿轮的高速转子共用背铁。
根据本发明的一个方面，所述轴向磁通通用电机包括一对轴向平行设置的定子和一个位于该对定子之间的转子。
由于本发明集成化电机采用通用电机结合非接触性的永磁齿轮来进行变速，而不是采用机械变速箱，因此减少润滑和维护的成本，并且提高***的可靠性和稳定性。本发明集成化电机中，永磁齿轮和通用电机共用支撑、转轴、轴承、散热等***，使整个电机的结构简单紧凑。另外，本发明集成化电机的永磁齿轮和通用电机可以根据实际的需要选择为径向或者轴向磁通永磁齿轮和径向或者轴向磁通通用电机。
附图说明
图1是本发明集成化电机的基本结构的轴向剖面示意图；
图2是本发明集成化电机的第一具体实施例的结构的轴向剖面示意图；
图3是图2所示本发明集成化电机的轴向磁通永磁齿轮的低速转子的磁钢的径向剖面示意图；
图4是图2所示本发明集成化电机的轴向磁通永磁齿轮的高速转子的磁钢的径向剖面示意图；
图5是图2所示本发明集成化电机的轴向磁通永磁齿轮的定子的径向剖面示意图；
图6是图2所示本发明集成化电机的通用电机的径向剖面示意图；
图7是本发明集成化电机的第二具体实施例的结构的轴向剖面示意图；
图8是图7所示本发明集成化电机的通用电机的定子的径向剖面示意图；
图9是本发明集成化电机的第三具体实施例的结构的轴向剖面示意图；
图10是本发明集成化电机的第四具体实施例的结构的轴向剖面示意图；
图11是本发明集成化电机的第五具体实施例的结构的轴向剖面示意图；
图12是本发明集成化电机的第六具体实施例的结构的轴向剖面示意图；以及
图13是图12的径向剖面示意图。
具体实施方式
本发明集成化电机的主要设计思想在于集成永磁齿轮和通用电机，通过所述永磁齿轮和通用电机的结构之间的相互配合实现使该集成化电机结构简单紧凑，易于安装维护的目的。
参见图1，本发明集成化电机100包括设置在机壳30中的永磁齿轮10和通用电机20，所述通用电机20包括转子21和定子22。所述永磁齿轮10可以选为轴向磁通永磁齿轮或者径向磁通永磁齿轮，所述通用电机20可以选为径向磁通通用电机或者轴向磁通通用电机。
所述永磁齿轮10在一侧通过低速转轴50与外部负载或驱动源相连，在另一侧通过高速转轴60与所述通用电机20的转子21相连。
下面通过本发明集成化电机的几个具体实施方式来进一步说明本发明的设计思想。
第一具体实施例
图2至图6示出了本发明集成化电机的第一具体实施例，在本具体实施例中，所述的集成化电机100实施为集成轴向磁通永磁齿轮(Axial-fluxmagnetic gear)和径向磁通通用电机(Radial-flux electrical machine)的集成化电机101。
参见图2，本具体实施例集成化电机101包括轴向磁通永磁齿轮10和与所述轴向磁通永磁齿轮10相配合的径向磁通通用电机(Radial-fluxelectrical machine)20，所述轴向磁通永磁齿轮10和径向磁通通用电机20设置在机壳30内。
所述轴向磁通永磁齿轮10包括轴向平行设置的低速转子11，高速转子12和定子13，其中，所述定子13固定在所述低速转子11和高速转子12之间。
所述低速转子11包括背铁(Back iron)111和固定地设置在所述背铁111上的磁钢112。所述背铁111优选地呈盘状，由硅钢片，实铁片或者其他软磁材料形成。所述磁钢112优选地呈环状，由稀土材料制成，通过表面粘贴技术设置在所述背铁111上，沿所述背铁111圆周径向均匀分布，并且与所述背铁111共轴。
所述高速转子12结构与所述低速转子11结构类似，包括背铁(Backiron)121和固定地设置在所述背铁121上的磁钢122。所述背铁121优选地呈盘状，由硅钢片，实铁片或者其他软磁材料形成。所述磁钢122优选地呈环状，由稀土材料制成，通过表面粘贴技术设置在所述背铁121上，沿所述背铁121圆周径向均匀分布，并且与所述背铁121共轴。
所述低速转子11的磁钢112和所述高速转子12的磁钢122相对并且共轴地设置。特别参见图3，所述低速转子11的磁钢112的南北极S，N交替设置。特别参见图4，在一个具体实施例中，所述高速转子12的磁钢122的结构与所述低速转子11的磁钢112类似，南北极S，N交替设置，但是南北极对的数量与所述低速转子11的南北极对数量不同。在进一步的具体实施例中，所述高速转子12的磁钢122的南北极S，N之间***软磁材料，如硅钢片，用来调整转子的极弧系数(Pole-arc factor)以满足不同的设计要求。优选地，所述低速转子11与所述高速转子12整体的半径相等。
特别参见图5，所述定子13包括底板131和设置在所述底板131中的导磁片132。所述底板131优选地由导热性较好的非导磁材料制成。所述导磁片132优选地呈环状，沿所述底板131圆周径向均匀分布得嵌入所述底板131中。所述导磁片132与所述低速转子11的磁钢112和高速转子12的磁钢122共轴，并且与所述低速转子11的磁钢112和高速转子12的磁钢122分别相对，用于调节所述低速转子11的磁钢112和高速转子12的磁钢122之间的磁场耦合。所述的导磁片132的数量为所述低速转子11的磁钢112的南北极对数量和所述高速转子12的磁钢122的南北极对数量之和。假设所述低速转子11的磁钢112的南北极对数量为Nl，所述高速转子12的磁钢122的南北极对数量为Nh，所述导磁片132的数量为Ns，则Ns＝Nl+Nh，则所述的轴向磁通永磁齿轮10的齿轮比(Gear ratio)Ngear＝Nh/(Nh-Ns)。为了使所述集成化集成化电机100的结构紧凑，应当使得所述低速转子11，定子13和高速转子12之间的间隙尽量减小。
所述定子13的底板131固定在所述集成化电机100的机壳30上，其轴心处固定地设置轴承板40。所述轴承板40的截面优选为呈“工”形。低速转轴50穿过所述低速转子11的轴心，两端分别通过轴承51和轴承52设置在所述机壳30和所述轴承板40上，并且通过设置在所述机壳30并向外延伸的该端与外部负载或者动力源相连。所述低速转子11通过其背铁111固定在所述低速转轴50上。因此，当所述低速转子11受到驱动而转动时便带动所述低速转轴50转动，从而带动与所述低速转轴50相连的外部负载；或者当所述低速转轴50受到与其相连的外部动力源的驱动而转动时便带动所述低速转子11转动。高速转轴60两端分别通过轴承61和轴承62设置在所述机壳30和所述轴承板40上，并且朝向所述轴向磁通永磁齿轮10的方向延伸穿过所述高速转子12的轴心。所述高速转子12通过其背铁121固定在所述高速转轴60上。因此，当所述高速转子12受到驱动而转动时便驱动所述低速转子11转动，从而带动所述低速转轴50转动，进一步带动与所述低速转轴50相连的外部负载；或者当所述低速转轴50受到与其相连的外部动力源的驱动而转动时便带动所述低速转子11转动，从而驱动所述高速转子12转动，从而带动所述高速转轴60转动。优选地，所述低速转轴50和高速转轴60位于同一轴线上。进一步优选地，为了进行散热，可以在所述高速转轴60上固定风扇***(图未示)。
所述径向磁通通用电机20设置在靠近所述轴向磁通永磁齿轮10的高速转子13的一侧，包括径向设置且共轴的转子21和定子22，其中，所述转子21固定在所述高速转轴60上，即与所述轴向磁通永磁齿轮10的高速转子12共用所述高速转轴60，所述定子22围绕所述转子21固定在所述机壳30上。
特别参见图6，所述转子21包括转轭(Rotor yoke)211和围绕所述转子轭211以北极N和南极S相交替的方式设置的极对212。所述定子22包括围绕所述转子21的定子轭(stator yoke)221和缠绕在所述定子轭221上的绕组222。
当所述集成化电机100用作发电机时，所述低速转轴50连接外部动力源(如风力)，所述外部动力源驱动所述低速转轴50低速转动，从而带动固定在所述低速转轴50上的轴向磁通永磁齿轮10的低速转子11低速转动，所述低速转子11的低速转动通过磁场作用驱动所述高速转子12高速转动，从而带动所述高速转轴60高速转动，进一步带动固定在所述高速转轴60上的所述径向磁通通用电机20的转子21高速转动，使得所述径向磁通通用电机20的定子22产生电流。当所述集成化电机100用作电动机时，所述低速转轴50连接外部负载，所述径向磁通通用电机20在电力作用下使其转子21高速转动，驱动所述高速转轴60高速转动，从而带动固定在所述高速转轴60上的所述轴向磁通永磁齿轮10的高速转子12高速转动，所述高速转子12的高速转动通过磁场作用驱动所述低速转子11低速转动，进一步带动所述低速转轴50低速转动，从而驱动与所述低速转轴50相连的外部负载运动。
第二具体实施例
图7至图8示出了本发明集成化电机的第二具体实施例，在本具体实施例中，所述的集成化电机100实施为集成轴向磁通永磁齿轮和轴向磁通通用电机(Axial-flux electrical machine)的集成化电机102。
参见图7，本具体实施例的集成化电机102与第一具体实施例的集成化电机101结构类似，不同之处在于，在本具体实施例中，将第一具体实施例中的径向磁通通用电机20替换成双转子-单定子的轴向磁通通用电机20′。
所述轴向磁通通用电机20′包括轴向平行设置的一对转子21′和位于该对转子21′之间的定子22′。为了使得所述集成化电机102的结构紧凑，所述轴向磁通通用电机20′与轴向磁通永磁齿轮10之间的间隙，以及所述轴向磁通通用电机20′的转子21′和定子22′之间的间隙应当尽量减小。每一所述转子21′包括背铁211′和固定在所述背铁211′朝向所述定子22′一侧的磁钢212′。所述转子21′通过其背铁211′固定在所述高速转轴60上，即所述转子21′与所述轴向磁通永磁齿轮10的高速转子12共用所述高速转轴60。
参见图8，所述定子22′包括定子芯(Stator core)221′和绕组222′，所述定子芯221′上开设复数沟槽223′，所述绕组232′在所述定子芯221′上螺旋状地缠绕并固定在所述沟槽223′中。所述定子芯221′优选地由低涡流损失(Low eddy losses)，低磁滞损失(Low hysteresis losses)，高磁导性(High permeability)的材料，如硅钢片制成。
第三具体实施例
图9示出了本发明集成化电机的第三具体实施例，在本具体实施例中，所述的集成化电机100实施为集成轴向磁通永磁齿轮和轴向磁通通用电机的集成化电机103。
参见图9，本具体实施例的集成化电机103与第二具体实施例的集成化电机102结构类似，同样采用双转子-单定子的轴向磁通通用电机，但所述集成化电机103的轴向磁通通用电机20″与第二具体实施例的轴向磁通通用电机20′的不同之处在于，为了使得所述集成化电机103的结构更加紧凑，所述轴向磁通通用电机20″的其中一个转子21′与所述轴向磁通永磁齿轮10的高速转子12共用背铁，即所述轴向磁通通用电机20″的转子21′的背铁211′与所述轴向磁通永磁齿轮10的高速转子12的背铁121为同一结构。
第四具体实施例
图10示出了本发明集成化电机的第四具体实施例，在本具体实施例中，所述的集成化电机100实施为集成轴向磁通永磁齿轮和轴向磁通通用电机的集成化电机104。
参见图10，本具体实施例的集成化电机104与第二具体实施例的集成化电机102结构类似，不同之处在于，所述集成化电机104采用单定子-双转子的轴向磁通通用电机20″′代替原来的双转子-单定子的轴向磁通通用电机20′。所述轴向磁通通用电机20″′包括轴向平行设置的一对定子22′和位于该对定子22′之间的转子21′。所述该对定子22′与第二具体实施例的定子22′结构相同。所述转子21′包括背铁211′和分别固定在所述背铁211′两侧，且分别与该对定子22′相对的磁钢212′。
第五具体实施例
图11示出了本发明集成化电机的第五具体实施例，在本具体实施例中，所述的集成化电机100实施为集成轴向磁通永磁齿轮和径向磁通通用电机的集成化电机105。
参见图11，本具体实施例的集成化电机105与第一具体实施例的集成化电机101结构类似，不同之处在于，为了更进一步简化结构，在本实施例中，省略了第一具体实施例中设置在所述轴向磁通永磁齿轮10的定子13上的轴承板40和设置在所述轴承板40两侧的轴承52、62。
低速转轴50通过轴承51支承在机壳30上，一端向机壳30外部延伸用以与外部负载或者动力源相连，另一端向机壳30内部延伸穿过所述轴向磁通永磁齿轮10的低速转子11的背铁111以固定所述轴向磁通永磁齿轮10的低速转子11于其上；所述轴向磁通永磁齿轮10与所述径向磁通通用电机20之间设置固定在所述机壳30中的固定板40′，高速转轴60分别通过轴承61和轴承62′支承在所述机壳30和所述固定板40′上，并且朝向所述轴向磁通永磁齿轮10的方向延伸穿过所述轴向磁通永磁齿轮10的高速转子12的背铁121以固定所述轴向磁通永磁齿轮10的高速转子12于其上。
通过本具体实施例的设计，有效地简化了第一具体实施例中所述轴向磁通永磁齿轮10的结构，减少了需要使用的轴承的数量，使得集成化电机105的整体结构更加紧凑。
同理地，本具体实施例的设计同样可以适用于上述的第二具体实施例和第四具体实施例中。
第六具体实施例
图12和图13示出了本发明集成化电机的第六具体实施例，在本具体实施例中，所述的集成化电机100实施为集成径向磁通永磁齿轮(Radial-fluxmagnetic gear)和径向磁通通用电机的集成化电机106。
本具体实施例的集成化电机106与第五具体实施例的集成化电机105结构类似，不同之处在于本具体实施例的所述集成化电机106将第五具体实施例的集成化电机105的轴向磁通永磁齿轮10替换为径向磁通永磁齿轮10′。所述径向永磁齿轮10′包括同轴的低速转子11′、高速转子12′和设置在所述低速转子11′和高速转子12′之间的定子13′。所述低速转子11′和高速转子12′分别包括背铁111′、121′和沿背铁111′、121′圆周按N、S相间均匀分布、朝向所述定子13′设置的磁钢112′、122′。所述定子13′包括底板131′和均匀嵌在所述底板131′中的导磁片132′。
低速转轴50通过轴承51支承在机壳30上，一端向机壳30外部延伸用以与外部负载或者动力源相连，另一端向机壳30内部延伸穿过所述径向磁通永磁齿轮10′的低速转子11′的背铁111′以固定所述径向磁通永磁齿轮10′的低速转子11′于其上；所述径向磁通永磁齿轮10′与所述径向通用电机20之间设置固定在所述机壳30中的固定板40′，高速转轴60分别通过轴承61和轴承62′支承在所述机壳30和所述固定板40′上，并且朝向所述径向磁通永磁齿轮10′的方向延伸穿过所述径向磁通永磁齿轮10′的高速转子12′的背铁121′以固定所述径向磁通永磁齿轮10′的高速转子12′于其上。
同理地，本具体实施中的径向磁通通用电机20可以替换为第二具体实施例和第四具体实施例中的轴向磁通通用电机。
以上具体实施例均是以所述轴向或者径向磁通通用电机设置在靠近轴向或者径向磁通永磁齿轮的高速转子的一侧，以及所述轴向或者径向磁通电机的转子固定在所述轴向或者径向磁通永磁齿轮的高速转轴上为例进行说明，这种情况适用于高速电机***。但是本领域普通技术人员可以理解地，根据本发明的设计思想，同样也可以将所述轴向或者径向磁通通用电机设置在靠近所述轴向或者径向磁通永磁齿轮的低速转子的一侧，以及所述轴向或者径向磁通电机的转子固定在所述轴向或者径向磁通永磁齿轮的低速转轴上，从而适用于低速电机***。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (17)

1、一种集成化电机，包括永磁齿轮(10，10′)和具有转子(21，21′)和定子(22，22′)的通用电机(20，20′，20″，20″′)，其特征在于：
所述永磁齿轮(10，10′)和通用电机(20，20′，20″，20″′)设置在机壳(30)中；所述永磁齿轮(10，10′)在一侧通过低速转轴(50)与外部负载或驱动源相连，在另一侧通过高速转轴(60)与所述通用电机(20，20′，20″，20″′)的转子(21，21′)相连，或者，所述永磁齿轮(10，10′)在一侧通过低速转轴(50)与所述通用电机(20，20′，20″，20″′)的转子(21，21′)相连，在另一侧通过高速转轴(60)与外部负载或驱动源相连。
2、根据权利要求1所述的集成化电机，其特征在于，所述永磁齿轮为轴向磁通永磁齿轮(10)，包括轴向平行设置的低速转子(11)、高速转子(12)和固定在所述低速转子(11)和高速转子(12)之间的定子(13)，所述低速转子(11)和高速转子(12)分别固定在所述低速转轴(50)和高速转轴(60)上；所述通用电机(20，20′，20″，20″′)的转子(21，21′)固定在所述高速转轴(60)上。
3、根据权利要求2所述的集成化电机，其特征在于，所述轴向磁通永磁齿轮(10)的低速转子(11)和高速转子(12)分别包括背铁(111，121)和沿所述背铁(111，121)圆周径向均匀分布的磁钢(112，122)；所述低速转子(11)和高速转子(12)的磁钢(112，122)相对并且共轴地设置。
4、根据权利要求3所述的集成化电机，其特征在于，所述轴向磁通永磁齿轮(10)的定子(13)固定在所述机壳(30)上，包括底板(131)和沿所述底板(131)圆周径向均匀分布的导磁片(132)。
5、根据权利要求4所述的集成化电机，其特征在于，所述低速转子(11)和高速转子(12)的磁钢(112，122)的南北极(S，N)交替设置，且所述低速转子(11)的磁钢(112)的南北极对(S，N)数量与所述高速转子(12)的磁钢(122)的南北极对(S，N)数量不同，所述定子(13)的导磁片(132)的数量为所述低速转子(11)和高速转子(12)的磁钢(112，122)的极对数量之和。
6、根据权利要求5所述的集成化电机，其特征在于，所述高速转子(12)的磁钢(122)的南北极对(S，N)之间***软磁材料以调整极弧系数。
7、根据权利要求5所述的集成化电机，其特征在于，所述轴向磁通永磁齿轮(10)的定子(13)上固定地设置轴承板(40)；所述低速转轴(50)的一端通过轴承(52)支承在所述轴承板(40)一侧，所述低速转轴(50)的另一端穿过所述轴向磁通永磁齿轮(10)的低速转子(11)的背铁(111)，并通过轴承(51)支承在所述机壳(30)上；所述高速转轴(60)的一端通过轴承(62)支承在所述轴承板(40)的另一侧，所述高速转轴(60)的另一端穿过所述轴向磁通永磁齿轮(10)的高速转子(12)的背铁(121)，并通过轴承(61)支承在所述机壳(30)上。
8、根据权利要求5所述的集成化电机，其特征在于，所述低速转轴(50)通过轴承(51)支承在机壳(30)上，一端向机壳(30)外部延伸用以与外部负载或者动力源相连，另一端向机壳(30)内部延伸穿过所述轴向磁通永磁齿轮(10)的低速转子(11)的背铁(111)；所述轴向磁通永磁齿轮(10)与所述通用电机(20)之间设置固定在所述机壳(30)中的固定板(40′)，所述高速转轴(60)分别通过轴承(61)和轴承(62′)支承在所述机壳(30)和所述固定板(40′)上，并且朝向所述轴向磁通永磁齿轮(10)的方向延伸穿过所述轴向磁通永磁齿轮(10)的高速转子(12)的背铁(121)。
9、根据权利要求1所述的集成化电机，其特征在于，所述永磁齿轮为径向永磁齿轮(10′)，所述径向永磁齿轮(10′)包括径向设置的同轴的低速转子(11′)、高速转子(12′)和设置在所述低速转子(11′)和高速转子(12′)之间的定子(13′)，所述低速转子(11′)和高速转子(12′)分别固定在所述低速转轴(50)和高速转轴(60)上；所述通用电机(20，20′，20″′)的转子(21，21′)固定在所述高速转轴(60)上。
10、根据权利要求9所述的集成化电机，其特征在于，所述低速转子(11′)和高速转子(12′)分别包括背铁(111′，121′)和沿背铁(111′，121′)圆周按南北极(N、S)相间均匀分布、朝向所述定子(13′)设置的磁钢(112′，122′)。
11、根据权利要求10所述的集成化电机，其特征在于，所述径向永磁齿轮(10′)的定子(13′)包括底板(131′)和均匀嵌在所述底板(131′)中的导磁片(132′)。
12、根据权利要求10所述的集成化电机，其特征在于，低速转轴(50)通过轴承(51)支承在机壳(30)上，一端向机壳(30)外部延伸用以与外部负载或者动力源相连，另一端向机壳(30)内部延伸穿过所述径向磁通永磁齿轮(10′)的低速转子(11′)的背铁(111′)；所述径向磁通永磁齿轮(10′)与所述通用电机(20)之间设置固定在所述机壳(30)中的固定板(40′)，高速转轴(60)分别通过轴承(61)和轴承(62′)支承在所述机壳(30)和所述固定板(40′)上，并且朝向所述径向磁通永磁齿轮(10′)的方向延伸穿过所述径向磁通永磁齿轮(10′)的高速转子(12′)的背铁(121′)。
13、根据权利要求1-12任意一项所述的集成化电机，其特征在于，所述通用电机(20)为径向磁通通用电机，其转子(21)和定子(22)径向共轴地设置。
14、根据权利要求1-12任意一项所述的集成化电机，其特征在于，所述通用电机(20′，20″，20″′)为轴向磁通通用电机，其转子(21)和定子(22)轴向平行设置。
15、根据权利要求14所述的集成化电机，其特征在于，所述轴向磁通通用电机(20′，20″)包括一对轴向平行设置的转子(21′)和一个固定在该对转子(21′)之间的定子(22′)。
16、根据权利要求15所述的集成化电机，其特征在于，所述轴向磁通通用电机(20″)的其中一个转子(21′)与所述轴向磁通永磁齿轮(10)的高速转子(12)共用背铁(121，211′)。
17、根据权利要求14所述的集成化电机，其特征在于，所述轴向磁通通用电机(20′)包括一对轴向平行设置的定子(22′)和一个位于该对定子(22′)之间的转子(21′)。
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