本发明属于混合动力汽车领域，具体涉及一种混合动力车用无刷永磁-磁阻复合式双定子电机。
背景技术：
混合动力车是燃油汽车到纯电动车的过渡产品，在混合动力车研究中，为了克服现有串联式、并联式驱动装置中发动机和系统其他部件不能协调配合，针对整个系统体积笨重、结构复杂、耗能排放大，而不能有效输出动力的问题，中国专利文献cn1929244a于2007年3月14日提供了一种轴径向磁通结构复合式永磁电机。该电机的结构特点为永磁转子为圆桶形，永磁转子的左侧外表面有多个轴向充磁的永磁体，永磁转子的内圆壁面安装有多个径向充磁的永磁体。
该专利存在的问题是：铁芯转子上存在旋转的绕组，需在其左侧端面上安装电刷、滑环结构以将电能输入至蓄电池组中为其充电或至定子为其供电，同时电刷的存在增加了机械振动与噪声，增加了机械磨损和维护成本，降低了装置可靠性与传递效率，同时内转子绕组也散热困难。
技术实现要素：
针对现有的轴径向磁通结构复合式永磁电机存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种混合动力车用无刷式双定子电机，该电机无电刷、滑环结构，能降低电机结构的复杂性，提高电机工作的可靠性，降低电机维修成本，同时有利于绕组散热和提高转子动平衡性能，增加工作效率。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括电机壳，电机壳内从左到右依次排列的第一定子、调磁环和第二定子，内转子位于第一定子内部；
第一定子内表面具有十二个凸极，三相集中式绕组嵌入第一定子内表面的齿槽中；内转子沿周向均匀地直通嵌入八块永磁体；内转子的右侧为调磁环，调磁环是由八块导磁体和八块非导磁体交替排列组成的圆环形结构；第二定子位于调磁环的右侧，
第二定子的左侧端面沿径向发散开有八个扇形槽，相邻两扇形槽之间为第二定子凸极，第二定子凸极上有第二定子齿间隙，相邻两个第二定子齿间隙之间绕有励磁绕组，三相分布式电枢绕组缠绕在定子凸极上，定子永磁体贴在第二定子凸极表面；
内转子与内燃机的输出轴连接，内燃机输出轴支撑在机壳的左侧轴承孔中，调磁环连接主减速器输入轴，主减速器输入轴支撑在机壳的右侧轴承孔中；第一定子轴心线、内转子轴心线、调磁环轴心线和第二定子轴心线相重合。
本发明的技术效果是：
1、本发明内转子上只有永磁体而无绕组，易于冷却，解决绕组发热与转子动平衡问题；同时避免使用电刷滑环结构，从而实现电机无刷化；无刷化使电机结构简单，提高机电能量转换效率与可靠性，无需润滑，减小维修成本；
2、第二定子中同时放置三相集中式电枢绕组、励磁绕组和永磁体，在“纯永磁”和“纯电励磁”之间取得平衡，解决了永磁体磁通切换电机主磁场调节困难、永磁体发生不可逆退磁风险的问题，并避免了“电励磁”电机转矩密度低，增强了气隙磁场调节能力，适用于各种恶劣环境；
3、本发明中的内转子及其永磁体、调磁环、第二定子及其永磁体构成磁性齿轮传动装置，其利用磁力传动，无机械接触，克服了机械齿轮传动装置所固有的机械疲劳、摩擦损耗、振动噪声等缺点；运行过程中无需润滑，清洁、无油污；在过载时可及时隔断传动关系，具有自保护功能，同时，磁性齿轮运行平稳可以精确确定所能传递的最大转矩。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明应用于混合动力车的驱动系统结构图；
图2为第一定子和内转子截面图；
图3为调磁环截面图；
图4为第二定子左视图；
图5为第二定子俯视图。
图中：1.第一定子；1-1.三相集中式绕组；1-2.第一定子凸极；2.内转子；2-1.内转子永磁体；3.调磁环；3-1.导磁体；3-2.非导磁体；3-3.主减速器输入轴；3-4.轴承；
4.第二定子；4-1.三相分布式电枢绕组；4-2.励磁绕组；4-3.第二定子永磁体；4-4.第二定子齿间隙；4-5.第二定子凸极；4-6.扇形槽；
5.电机壳；6.内燃机输出轴；7.ac/dc电压逆变器；8.dc/ac电压逆变器；9.蓄电池。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，本发明包括电机壳5，电机壳5内从左到右依次排列的第一定子1、调磁环3和第二定子4，内转子2位于第一定子1内部；
如图2和图3所示，第一定子1内表面具有十二个凸极1-2，三相集中式绕组1-1嵌入第一定子内表面的齿槽中；内转子2沿周向均匀地直通嵌入八块永磁体2-1；内转子2的右侧为调磁环3，调磁环3是由八块导磁体3-1和八块非导磁体3-2交替排列组成的圆环形结构；第二定子4位于调磁环3的右侧；
如图4和图5所示，第二定子4的左侧端面沿径向发散开有八个扇形槽4-6，相邻两扇形槽4-6之间为第二定子凸极4-5，第二定子凸极4-5上有第二定子齿间隙4-4，相邻两个第二定子齿间隙4-4之间绕有励磁绕组4-2，三相分布式电枢绕组4-1缠绕在定子凸极4-5上，定子永磁体4-3贴在第二定子凸极4-5表面；
如图1所示，内转子2与内燃机的输出轴6连接，内燃机输出轴6支撑在机壳5的左侧轴承孔中，调磁环3连接主减速器输入轴3-3，主减速器输入轴3-3支撑在机壳5的右侧轴承孔中；第一定子1轴心线、内转子2轴心线、调磁环3轴心线和第二定子4轴心线相重合。
本发明的工作原理：
内转子与第二定子之间为调磁环3，调磁环的导磁体需选用磁导率较高的材料。调磁环基于磁场调制原理改变气隙磁导，将内转子永磁体与第二定子永磁体产生的磁场在调磁环两侧的气隙中调整，使气隙磁场中存在着无数的谐波磁场，并相互作用：即加入调磁环3后，内转子永磁体2-1产生的磁场或第二定子永磁体4-3产生的磁场，其磁通密度空间谐波的旋转速度发生变化，即不同于永磁体所在物体的转动速度，因此在气隙内形成不同极对数的谐波磁场。内转子与调磁环间的气隙谐波磁场与另一侧永磁体产生的相同极对数的磁场相作用，实现内转子2和调磁环3在不同转速下的转矩传递，并经调制环输出，实现变速传动；第二定子与调制环间的气隙谐波磁场次数与内转子永磁体产生的次数相同磁场相作用，使第二定子4产生的转矩直接经由气隙磁场传递至调磁环3输出。
混合动力车发动机与内转子2同轴相联，发动机输出的机械功率一部分经调制磁环3两侧的永磁体调制后直接传递给调磁环3输出；第一定子1上的三相集中式绕组1-1感应内转子永磁体的旋转磁场，将发动机输出的另一部分机械能转化为电能，流入ac/dc电压逆变器7中为蓄电池9充电，蓄电池9中的电能一部分为励磁绕组4-2供电，以产生励磁电流，当向励磁绕组4-2通入直流电后将产生电励磁源，它与永磁体励磁源共同作用产生励磁磁场，当电励磁磁场与永磁磁场方向相反时，气隙磁场减弱，当两者方向相同时气隙磁场增强，通过调节直流励磁电流大小和方向来实现调磁功能，从而实现转矩或转速性能要求；另一部分电能再经dc/ac电压逆变器8变换将三相正弦交流电送入第二定子4的三相分布式电枢绕组4-1中用以产生电磁力矩，带动内转子旋转，调磁环3两侧的永磁体产生的磁场经调制环调制后产生转矩，并将产生的转矩由气隙磁场传递给调磁环3。发动机直接传递给调磁环的转矩与第二定子中三相分布式电枢绕组4-1产生的作用于调磁环上的电磁转矩相叠加，共同作用在调磁环上以驱动混合动力汽车前行。
与现有的轴径向磁通结构复合式永磁电机存在的问题相比，本发明内转子上只有永磁体而无绕组，易于冷却，解决绕组发热和转子动平衡问题；同时避免使用电刷滑环结构，从而实现电机无刷化；无刷化使电机结构简单，提高机电能量转换效率与可靠性，无需润滑，减小维修成本；采用混合励磁，解决了永磁体磁通切换电机主磁场调节困难、永磁体发生不可逆退磁风险的问题；采用磁性齿轮传动，减少了机械磨损和噪声，具有过载自我保护能力。