所述内转子8的外表面和外转子9的内表面均为凸极结构，所述定子内表面和外表面均为凸极结构;所述定子由若干定子铁心和永磁体4构成，相邻所述定子铁心之间嵌入所述永磁体4，所述永磁体4充磁方向为沿定子圆周切向，且相邻所述永磁体4的充磁方向相反;所述的定子铁心包括两个内电机导磁齿1、定子铁轭2、外电机导磁齿3，所述的两个内电机导磁齿I与外电机导磁齿3共用所述定子铁轭2，两个内电机导磁齿I与定子铁轭2组成“U”形结构单元，外电机导磁齿3与定子铁轭2构成“T”形结构单元;在所述永磁体4和其两侧内电机导磁齿I共同构成的内电机磁极上均绕置有内电机电枢绕组5;在外电机导磁齿3上均绕置有外电机电枢绕组6;在外电机导磁齿3上还间隔绕置有励磁绕组7;励磁绕组7可绕置于外电机电枢绕组6的外侧；所述的内电机电枢绕组5、外电机电枢绕组6和励磁绕组7均采用集中绕组。
[0020 ]所述外电机导磁齿3外表面设置有外电机永磁体1，所述的外电机永磁体1沿定子外径圆周径向充磁，且外电机永磁体10充磁方向与永磁体4充磁方向在磁路上构成串联结构，增加气隙磁密，提高外电机功率密度。
[0021]每相内电机电枢绕组5中的各个线圈与其空间位置圆心角分别相差90°、180°、270°的三个线圈顺向串联，共同构成一相内电机电枢绕组5;每相外电机电枢绕组中的各个线圈6与其空间位置圆心角分别相差90°、180°、270°的三个线圈顺向串联，共同构成一相外电机电枢绕组6;励磁绕组7中各个励磁线圈顺向串联，共同构成励磁绕组7。
[0022]本发明内转子与外转子均为凸极结构，同轴旋转，两个转子上既无永磁体也无电枢绕组，结构简单，适合高速运行。
[0023]本发明混合励磁磁链并联双转子复合电机磁路并联，构成两条相互独立的功率路径，具有自隔磁能力，可对内外两套电枢绕组独立控制，内外电机永磁磁场均由内电机导磁齿间永磁体提供，提高了永磁体利用率，内定子与外定子共用定子铁轭，结构紧凑，有效提高了电机的功率密度。
[0024]本发明电机调磁原理如图2和图3所示。当励磁绕组通入增磁电流时，电励磁磁链与永磁磁链方向相同，如图2所示，磁链叠加，外电机磁链加强；当励磁绕组通入弱磁电流时，电励磁磁链与永磁磁链方向相反，如图3所示，外电机磁链减小。
[0025]下面依据几种典型的运行工况，说明混合励磁磁链并联双转子复合电机所具有的技术优势:
I)纯永磁励磁:内外电机独立控制，能够输出两条互不耦合的功率路径，从而实现纯永磁励磁工况下的电动-电动、发电-电动、电动-发电、发电-发电等多运行工作模式，使电机功率分配更具有灵活性，适合应用于电动汽车驱动系统中。
[0026]2)混合励磁:该工况下，外电机气隙磁场由永磁体和电励磁绕组共同产生，解决了外电机气隙磁场不可调节的问题，可针对不同工况，调节励磁磁场，改善电机过载能力及调速范围。
[0027]3)永磁体失磁故障:该工况下，可通过励磁绕组提供励磁磁场，代替永磁磁场，维持电机持续运行，提高系统运行的稳定性与可靠性。
[0028]以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。
【主权项】
1.一种混合励磁磁链并联双转子复合电机，该电机包括从内至外同心设置的内转子(8)、定子和外转子(9)，且所述两个转子与定子之间均设有气隙；所述内转子(8)的外表面和外转子(9)的内表面均为凸极结构，所述定子内表面和外表面均为凸极结构;所述定子由若干定子铁心和永磁体(4)构成，相邻所述定子铁心之间嵌入所述永磁体(4)，所述永磁体(4)充磁方向为沿定子圆周切向，且相邻所述永磁体(4)的充磁方向相反;其特征在于，所述的定子铁心包括两个内电机导磁齿(I)、定子铁轭(2)、外电机导磁齿(3)，所述的两个内电机导磁齿(I)与外电机导磁齿(3)共用所述定子铁轭(2)，两个内电机导磁齿(I)与定子铁轭(2)组成“U”形结构单元，外电机导磁齿(3)与定子铁轭(2)构成“T”形结构单元;在所述永磁体(4)和其两侧内电机导磁齿(I)共同构成的内电机磁极上均绕置有内电机电枢绕组(5)或者间隔绕置有内电机电枢绕组(5);在外电机导磁齿(3)上均绕置有外电机电枢绕组(6)或者间隔绕置有外电机电枢绕组(6);在外电机导磁齿(3)上还均绕置有励磁绕组(7)或者间隔绕置有励磁绕组(7);所述的内电机电枢绕组(5)、外电机电枢绕组(6)和励磁绕组(7)均采用集中绕组。2.根据权利要求1所述的混合励磁磁链并联双转子复合电机，其特征在于，在所述外电机导磁齿(3)外表面设置有外电机永磁体(10)，所述的外电机永磁体(10)沿定子外径圆周径向充磁，且外电机永磁体(10)充磁方向与永磁体(4 )充磁方向在磁路上构成串联结构。3.根据权利要求1所述的混合励磁磁链并联双转子复合电机，其特征在于，所述内转子(8 )与外转子(9 )为直槽或斜槽结构。4.根据权利要求1所述的混合励磁磁链并联双转子复合电机，其特征在于，所述的内电机导磁齿(I)、定子铁轭(2)、外电机导磁齿(3)、内转子(8)和外转子(9)均采用硅钢片导磁材料。5.根据权利要求1所述的混合励磁磁链并联双转子复合电机，其特征在于，所述永磁体(4 )与外电机永磁体(10)为钕铁硼、钐钴、铁氧体或者铝镍钴磁性材料。
【专利摘要】本发明公开了一种混合励磁磁链并联双转子复合电机，包括定子铁心、永磁体、内电机导磁齿、外电机导磁齿、内电枢绕组、外电枢绕组、励磁绕组、内转子和外转子。内电机导磁齿与定子铁轭组成“U”型结构，外定子导磁齿与定子铁轭组成“T”型结构；内电枢绕组绕置在内电机导磁齿与永磁体共同构成的内电机磁极上，外电枢绕组与励磁绕组均绕置在外电机导磁齿上。本发明在电机空间内集成两套的电机系统，内外电机磁路并联，构成两条功率路径，可独立控制，并通过励磁绕组实现永磁磁场可调，满足电机不同工作状态下负载需求，提高了系统的可靠性和灵活性。
【IPC分类】H02K1/17, H02K1/14, H02K16/02
【公开号】CN105515314
【申请号】CN201610108920
【发明人】花为, 苏鹏, 张淦, 程明, 王宝安
【申请人】东南大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年2月29日