CN204517560U - 一种组合结构的旋转电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种轴向和径向磁通电机组合在一起的旋转电机，它主要包括转轴，位于转轴中间的径向磁通电机，以及位于转轴两端的第一、第二轴向磁通电机；径向磁通电机包括在径向上由内向外设置的径向转子和径向定子铁心；第一轴向磁通电机包括在轴向上依次设置于径向转子左侧的第一轴向转子和第一轴向定子铁心；第二轴向磁通电机包括在轴向上依次设置于径向转子右侧的第二轴向转子和第二轴向定子铁心，径向转子、第一轴向转子，第二轴向转子沿同一所述转轴旋转。本实用新型利用电机端部绕组下方的空间，在电机两端部添加了两台第一轴向磁通电机和第二轴向磁通电机，在提高电机转矩密度的同时，也具有较好的容错性，提高了***的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种旋转电机，具体涉及一种轴向和径向磁通电机组合在一起的旋转电机。
背景技术
驱动电机作为电动汽车的关键核心部件之一，它极力追求高转矩密度、高可靠性、低速大转矩和恒功率宽调速的性能。其苛刻的性能指标迫使电机在设计时必须***地综合考虑低速和高速性能，以达到良好的折中平衡。
在驱动电机设计时，如果要保证在低转速下具有大转矩输出，那么由于其较高的反电势，高速下的输出性能就会得到限制，虽然可以通过弱磁进行扩速，但是仍然不足以支撑电动汽车所需求的大转速范围，并且也无法在整个转速范围内都保持较高的效率。
同时，为了提高电机的可靠性，普遍采用的一种方法是采用多相电机技术，这样在发生故障时，多相电机可以运用缺相技术继续运行，但是多相电机控制技术较复杂，成本较高，且需要较大的安装空间，而电动汽车对空间要求非常苛刻，进而难以获得广泛应用。
实用新型内容
针对电动汽车要求的低速大转矩、宽的调速范围以及高可靠性等特性需求，本实用新型目的是提供一种具有较高的低速转矩和较宽的调速范围的组合电机结构。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种组合结构的旋转电机包括转轴，位于转轴中间的一个径向磁通电机，以及位于转轴两端的第一轴向磁通电机和第二轴向磁通电机；所述径向磁通电机包括在径向上由内向外设置的径向转子和径向定子铁心，在径向定子铁心上绕制径向定子绕组；第一轴向磁通电机包括在轴向上依次设置于所述径向转子左侧的第一轴向转子和第一轴向定子铁心，第一轴向定子铁心上绕制第一轴向磁通定子绕组；第二轴向磁通电机包括在轴向上依次设置于所述径向转子右侧的第二轴向转子和第二轴向定子铁心，第二轴向定子铁心上绕制第二轴向磁通定子绕组，所述径向转子、所述第一轴向转子，所述第二轴向转子沿同一所述转轴旋转。
作为优选地，所述径向定子铁心固定于机壳上，采用过盈配合热套进入。
作为优选地，所述径向转子内置八极径向转子永磁磁钢，充磁方向采用切向充磁。
作为优选地，第一轴向转子包括在轴向上依次设置于径向转子左侧的第一轴向导磁转子轭部和第一轴向转子永磁磁钢。
作为优选地，所述第一轴向转子永磁磁钢的N极和S极间隔排布。
作为优选地，所述第二轴向转子包括在轴向上依次设置于径向转子右侧的第二轴向转子永磁磁钢和第二轴向导磁转子轭部。
作为优选地，所述第二轴向转子永磁磁钢的N极和S极间隔排布。
作为优选地，所述径向转子与第一轴向转子之间设有第一隔磁挡板，所述径向转子与第二轴向转子之间设有第二隔磁挡板。
作为优选地，所述转轴固定于机壳内，所述机壳的前端和后端分别通过螺栓连接前端盖和后端盖；所述前端盖上设有第一轴承；所述后端盖上设有第二轴承；所述第一轴承与第二轴承之间固定有所述转轴。
作为优选地，所述第一轴向定子铁心固定在前端盖上，所述第二轴向定子铁心固定在后端盖上，固定方式选择打孔，攻丝，或者环氧树脂浇注。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：本实用新型利用电机端部绕组下方的空间，在电机两端部添加了两台第一轴向磁通电机和第二轴向磁通电机，在低速要求较大的转矩时，两端的第一轴向磁通电机、第二轴向磁通电机和中间的径向磁通电机相并联，共同向外提供转矩，进而具有较高的转矩密度；当外界需要运行于较高的转速时，将中间的径向磁通电机关断，仅靠两端的第一轴向磁通电机、第二轴向磁通电机向外输出转矩，此时整个***的反电势降低，甚至无需弱磁，保证了高效率，因而具有很宽的调速范围。
附图说明
图1为本实用新型实施例的旋转电机剖面示意图；
图2为本实用新型径向转子平面示意图；
图3为本实用新型轴向转子平面结构图；
图4为本实用新型轴向转子立体结构图；
图5为径向磁通电机的扭矩-转速曲线示意图；
图6为轴向磁通电机的扭矩-转速曲线示意图；
图7为组合电机的扭矩-转速曲线示意图。
图中：1-转轴；2-1-第一轴承；2-2-第二轴承；3-前端盖；4-1-第一轴向定子铁心；4-2-第二轴向定子铁心；5-1-第一轴向磁通定子绕组；5-2-第二轴向磁通定子绕组；6-1-第一轴向转子永磁磁钢；6-2-第二轴向转子永磁磁钢；7-1-第一轴向导磁转子轭部；7-2-第二轴向导磁转子轭部；8-1-第一隔磁挡板；8-2-第二隔磁挡板；9-径向定子绕组；10-径向定子铁心；11-径向转子；12-机壳；13-后端盖；14-径向转子永磁磁钢。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如附图1至7所示，本实用新型所述的一种组合结构的旋转电机包括位于中间的一个径向磁通电机和位于两端的第一轴向磁通电机和第二轴向磁通电机。
所述径向磁通电机包括位于中间的径向转子11，在径向上设置于径向转子11外的径向定子铁心10，径向定子铁心10上绕制径向定子绕组9。所述径向定子铁心10固定于机壳12上，采用过盈配合热套进入。所述径向转子11内置径向转子永磁磁钢14，充磁方向采用切向充磁。请参阅图2，图示中所述径向转子11为八极结构，但在其它一些实施例中，亦可例如是四极或六极结构，但不以此为限。
第一轴向磁通电机包括第一轴向定子铁心4-1，在轴向上位于第一轴向定子铁心4-1右侧的第一轴向转子。第一轴向定子铁心4-1上绕制第一轴向磁通定子绕组5-1。所述第一轴向转子包括依次设置于第一轴向定子铁心4-1右侧的所述第一轴向转子永磁磁钢6-1和第一轴向导磁转子轭部7-1。请参阅图3和图4，所述第一轴向转子永磁磁钢6-1采用轴向充磁，且其N极和S极间隔排布。
第二轴向磁通电机包括第二轴向定子铁心4-2，在轴向上位于第二轴向定子铁心4-2左侧的第二轴向转子，第二轴向定子铁心4-2上绕制第二轴向磁通定子绕组5-2。所述第二轴向转子包括依次设置于第二轴向定子铁心4-2左侧的第二轴向转子永磁磁钢6-2和第二轴向导磁转子轭部7-2。所述第二轴向转子永磁磁钢6-2采用轴向充磁，且其N极和S极间隔排布。
所述径向转子11与第一轴向转子之间设有第一隔磁挡板8-1；所述第一隔磁挡板8-1沿着轴向设置在所述径向转子11与第一轴向导磁转子轭部7-1之间。
所述径向转子11与第二轴向转子之间设有第二隔磁挡板8-2；所述第二隔磁挡板8-2沿着轴向设置在所述径向转子11与第二轴向导磁转子轭部7-2之间。
所述机壳12的前端和后端分别通过螺栓连接前端盖3和后端盖13；所述前端盖3上设有第一轴承2-1；所述后端盖13上设有第二轴承2-2；所述第一轴承2-1与第二轴承2-2之间固定有转轴1，所述转轴1沿旋转电机的转动轴线设置，所述径向转子11、所述第一轴向转子，以及第二轴向转子沿同一所述转轴旋转。所述第一轴向定子铁心4-1固定在前端盖3上，所述第二轴向定子铁心4-2固定在后端盖3上，固定方式可以是打孔，攻丝，或者环氧树脂浇注。
如图5、6、7所示，所述径向磁通电机采用基于高速下具有较高的效率进行设计；所述第一轴向磁通电机、所述第二轴向磁通电机均采用基于高速下具有较高的效率进行设计；通过径向磁通电机和轴向的相互配合，使得整个电机***在较宽的速度范围内都保持有较高的效率。
本实用新型具有以下优点：
1、在给定的电压和体积下，径向磁通电机联合第一轴向磁通电机、第二轴向磁通电机，共同向外输出转矩，因而能够提供较大的转矩输出，具有较高的单位体积出力。
2、在给定的电压和体积下，在运行于高转速范围时，径向磁通电机关断，只第一轴向磁通电机和第二轴向磁通电机单独工作，来削减电机的空载反电势，进而使得电机能够以较高的效率运行于较高的转速区域。
3、设计时，对于中间的径向磁通电机特性可以更侧重于较大的转矩考虑，具有较高的反电势系数，选择合适的速度运行范围，进而在该速度范围内具有较高的效率；对于第一轴向磁通电机和第二轴向磁通电机设计时根据所需达到的最高转速，设计其反电势系数，使得在整个转速范围内都具有较高的效率。
4、当某一电机发生故障无法工作时，可以切换其它两台电机进行工作，具有一定的容错性，因而具有较高的可靠性。
需要说明的是，上述左、右，内、外等位置关系，仅是为了描述清楚所定义，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种组合结构的旋转电机，其特征在于：包括转轴，位于转轴中间的一个径向磁通电机，以及位于转轴两端的第一轴向磁通电机和第二轴向磁通电机；所述径向磁通电机包括在径向上由内向外设置的径向转子和径向定子铁心，在径向定子铁心上绕制径向定子绕组；第一轴向磁通电机包括在轴向上依次设置于所述径向转子左侧的第一轴向转子和第一轴向定子铁心，第一轴向定子铁心上绕制第一轴向磁通定子绕组；第二轴向磁通电机包括在轴向上依次设置于所述径向转子右侧的第二轴向转子和第二轴向定子铁心，第二轴向定子铁心上绕制第二轴向磁通定子绕组，所述径向转子、所述第一轴向转子，所述第二轴向转子沿同一所述转轴旋转。
2.根据权利要求1所述的一种组合结构的旋转电机，其特征在于:所述径向定子铁心固定于机壳上，采用过盈配合热套进入。
3.根据权利要求1所述的一种组合结构的旋转电机，其特征在于：所述径向转子内置八极径向转子永磁磁钢，充磁方向采用切向充磁。
4.根据权利要求1所述的一种组合结构的旋转电机，其特征在于：所述第一轴向转子包括在轴向上依次设置于径向转子左侧的第一轴向导磁转子轭部和第一轴向转子永磁磁钢。
5.根据权利要求4所述的一种组合结构的旋转电机，其特征在于：所述第一轴向转子永磁磁钢的N极和S极间隔排布。
6.根据权利要求1所述的一种组合结构的旋转电机，其特征在于：所述第二轴向转子包括在轴向上依次设置于径向转子右侧的第二轴向转子永磁磁钢和第二轴向导磁转子轭部。
7.根据权利要求6所述的一种组合结构的旋转电机，其特征在于：所述第二轴向转子永磁磁钢的N极和S极间隔排布。
8.根据权利要求1所述的一种组合结构的旋转电机，其特征在于：所述径向转子与第一轴向转子之间设有第一隔磁挡板，所述径向转子与第二轴向转子之间设有第二隔磁挡板。
9.根据权利要求1所述的一种组合结构的旋转电机，其特征在于：所述转轴固定于机壳内，所述机壳的前端和后端分别通过螺栓连接前端盖和后端盖；所述前端盖上设有第一轴承；所述后端盖上设有第二轴承；所述第一轴承与第二轴承之间固定有所述转轴。
10.根据权利要求9所述的一种组合结构的旋转电机，其特征在于：所述第一轴向定子铁心固定在前端盖上，所述第二轴向定子铁心固定在后端盖上，固定方式选择打孔，攻丝，或者环氧树脂浇注。
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| CN201520261779.2U CN204517560U (zh) | 2015-04-25 | 2015-04-25 | 一种组合结构的旋转电机 |
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| CN204517560U true CN204517560U (zh) | 2015-07-29 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107528437A (zh) * | 2017-10-27 | 2017-12-29 | 山东理工大学 | 一种电动汽车用复合电磁驱动电机 |
| WO2018076482A1 (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-03 | 广东威灵电机制造有限公司 | 电机 |
| CN112713683A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-04-27 | 珠海格力电器股份有限公司 | 复合磁场永磁转子、其制作方法、电机转子及电机 |
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