轴向磁通-轴向磁通复合永磁电机
技术领域
本发明涉及的是永磁电机的技术领域。
背景技术
传统内燃机汽车的燃油消耗和尾气排放污染是举世关注的热点问题。使用电动汽车可实现低能耗、低排放,但由于作为电动汽车的关键部件之一的电池其能量密度、寿命、价格等方面的问题,使得电动汽车的性价比无法与传统的内燃机汽车相抗衡,在这种情况下,融合内燃机汽车和电动汽车优点的混合动力电动汽车发展迅速,成为新型汽车开发的热点。
现有串联式驱动装置的特点是:可使发动机不受汽车行驶工况的影响,始终在其最佳的工作区稳定运行,并可选用功率较小的发动机,但需要功率足够大的发电机和电动机,发动机的输出需全部转化为电能再变为驱动汽车的机械能,由于机电能量转换和电池充放电的效率较低,使得燃油能量的利用率比较低;并联式驱动装置能量利用率相对较高,但发动机工况要受汽车行驶工况的影响,因此不适于变化频繁的行驶工况,相比于串联式结构,需要较为复杂的变速装置和动力复合装置以及传动机构。在上述驱动装置中,存在发动机和系统其他部件不能协调配合的问题,使整个系统存在体积笨重、结构复杂、耗能大、尾气排放量大的问题,而不能有效的将动力输出。
发明内容
本发明是为了克服现有串联式驱动装置、并联式驱动装置中,存在发动机和系统其他部件不能协调配合的问题,使整个系统存在体积笨重、结构复杂、耗能大、尾气排放量大的问题,而不能有效的将动力输出;进而提出了一种轴向磁通-轴向磁通复合永磁电机。本发明包含壳体1、定子2、永磁转子3、铁芯转子4;以铁芯转子4相对于永磁转子3侧为左侧,以定子2相对于永磁转子3侧为右侧,定子2的铁芯为圆环形,其左侧端面上开有多个直槽2-1,直槽2-1的开口中心线都围绕定子2的轴心线呈放射线状均匀排列;所有直槽2-1中共同镶嵌有绕组2-2;铁芯转子4的铁芯为圆环形,其右侧端面上开有多个直槽4-1,直槽4-1的开口中心线都围绕铁芯转子4的轴心线呈放射线状均匀排列,所有直槽4-1中共同镶嵌有绕组4-2;永磁转子3上设置有多个永磁体3-4;铁芯转子4的左侧轴孔4-3套接在第一转轴4-4的右侧端头上,第一转轴4-4的左侧中部通过第三轴承4-5与壳体1左侧上的轴孔1-2转动连接,定子2的右侧端面连接在壳体1的内部右侧端面上,永磁转子3的转轴3-1的右侧中部通过第一轴承3-2与壳体1右侧上的轴孔1-1转动连接,永磁转子3的转轴3-1的左侧端通过第二轴承3-3与铁芯转子4右侧轴孔4-7转动连接,定子2的左侧端面与永磁转子3的右侧端面之间有间隙L1,永磁转子3的左侧端面与铁芯转子4的右侧端面之间有间隙L2;定子2的轴心线、永磁转子3的轴心线、铁芯转子4的轴心线与第一转轴4-4的轴心线相重合。
工作原理:定子2上的绕组2-2产生一个旋转磁场,而拖动永磁转子3同向同速旋转,铁芯转子4上的绕组4-2产生一个旋转磁场,旋转磁场拖动永磁转子3同向同速旋转,而铁芯转子4和永磁转子3做相对旋转运动。第一转轴4-4的左侧端可作为外部旋转动力输入端,永磁转子3的转轴3-1的右侧端可作为旋转动力输出端。
本发明在与内燃机结合使用时(汽车),能使内燃机不依赖于路况,始终运行在最高效率区,从而降低了燃油消耗和尾气排放,实现节能降耗;它同时也能取代汽车中变速箱,离合器和飞轮等部件,使汽车结构简化,成本降低。它能通过电子器件实现汽车的驾驶控制、宽范围平稳调速;同时还具有不需要复杂的冷却装置、结构简单、体积小、成本低廉的优点。它还可应用在不同转速的两个机械转轴同时工作的工业技术中。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图,图2是图1中永磁转子3的左视图,图3是图1中定子2的左视图,图4是图1中铁芯转子4的右视图,图5是具体实施方式三的结构示意图,图6是具体实施方式四的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1、图2、图3、图4说明本实施方式,本实施方式由壳体1、定子2、永磁转子3、铁芯转子4组成;定子2的铁芯为圆环形,其左侧端面上开有多个直槽2-1,直槽2-1的开口中心线都围绕定子2的轴心线呈放射线状均匀排列;所有直槽2-1中共同镶嵌有绕组2-2;铁芯转子4的铁芯为圆环形,其右侧端面上开有多个直槽4-1,直槽4-1的开口中心线都围绕铁芯转子4的轴心线呈放射线状均匀排列,所有直槽4-1中共同镶嵌有绕组4-2;永磁转子3上设置有多个永磁体3-4;铁芯转子4的左侧轴孔4-3套接在第一转轴4-4的右侧端头上,第一转轴4-4的左侧中部通过第三轴承4-5与壳体1左侧上的轴孔1-2转动连接,定子2的右侧端面连接在壳体1的内部右侧端面上,永磁转子3的转轴3-1的右侧中部通过第一轴承3-2与壳体1右侧上的轴孔1-1转动连接,永磁转子3的转轴3-1的左侧端通过第二轴承3-3与铁芯转子4右侧轴孔4-7转动连接,定子2的左侧端面与永磁转子3的右侧端面之间有间隙L1,永磁转子3的左侧端面与铁芯转子4的右侧端面之间有间隙L2;定子2的轴心线、永磁转子3的轴心线、铁芯转子4的轴心线与第一转轴4-4的轴心线相重合;
铁芯转子4上的绕组4-2以三角形接法或星形接法连接后,通过铁芯转子4左侧端面上的三个导电滑环4-6、壳体1上的三个电刷1-3与外部三相正弦交流电源相连接;定子2上的绕组2-2以三角形接法或星形接法连接后,与外部三相正弦交流电源相连接。
具体实施方式二:结合图1、图2说明本实施方式,本实施方式与具体实施方式一的不同点在于所述永磁转子3的左侧表面上与右侧表面上都设置有多个永磁体3-4,每个永磁体3-4都围绕永磁转子3的轴心线呈放射线状均匀排列,每个永磁体3-4的充磁方向都与永磁转子3的轴心线相平行,每相邻的两个永磁体3-4的充磁方向相反,永磁转子3的左侧表面上与右侧表面上相对的两个永磁体3-4的充磁方向相反或相同。
具体实施方式三:结合图5、图2说明本实施方式,本实施方式与具体实施方式二的不同点在于所述永磁转子3的左侧表面中与右侧表面中都镶嵌有多个永磁体3-4。
具体实施方式四:结合图6、图2说明本实施方式,本实施方式与具体实施方式三的不同点在于所述永磁转子3上开有多个贯穿左侧表面与右侧表面的通孔3-5,每个通孔3-5中都镶嵌有永磁体3-4。