一种磁齿轮容错复合电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103390977A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103390977103390977A(43)申请公布日2013.11.13(21)申请号201310272625.9(22)申请日2013.06.28(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人刘国海蒋一诚赵文祥吉敬华(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人汪旭东(51)Int.Cl.H02K16/02(2006.01)H02K1/27(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图4页附图4页(54)发明名称一种磁齿轮容错复合电机(57)摘要本发明公开了一种容错磁齿轮复合电机，包括五相容错表贴电机和磁齿轮，五相容错表贴电机中的内定子和磁齿轮中的内转子、调制齿和外转子依次由内向外围绕五相容错表贴电机芯轴同轴布置，内转子内侧、内转子和调制齿之间以及调制齿和外转子之间设有永磁体，永磁体之间留有间隙，内定子中设有10个电枢齿和10个容错齿，每个电枢齿上饶有一套集中绕组线圈，本发明提高了磁齿轮复合电机的容错性能，采用内转子上内外两侧永磁体不等的方法，使得内转子上的磁路串并联同行，有效的减小了磁齿轮磁场对容错电机的影响，优化了反电势，增大了传动比，提高了转矩密度。CN103390977ACN10397ACN103390977A权利要求书1/1页1.一种容错磁齿轮复合电机，包括五相容错表贴电机和磁齿轮，所述的磁齿轮包括内转子、永磁体、调制齿和外转子，所述的五相容错表贴电机包括内定子，其特征在于所述的内定子、内转子、调制齿和外转子依次由内向外围绕五相容错表贴电机芯轴同轴布置，所述的内转子内侧、内转子和调制齿之间以及调制齿和外转子之间设有永磁体，所述的永磁体之间留有间隙，所述的内定子中设有10个电枢齿和10个容错齿，所述的每个电枢齿上饶有一套集中绕组线圈，所述的调制齿个数、内转子和调制齿之间永磁体极对数、调制齿和外转子之间永磁体极对数满足关系式：P1=NS±P2，其中P2为内转子和调制齿之间永磁体极对数，Ns为调制齿个数，P1为调制齿和外转子之间永磁体极对数。2.根据权利要求1所述的一种容错磁齿轮复合电机，其特征在于所述的五相容错表贴电机的极数为22、槽数为20。3.根据权利要求1所述的一种容错磁齿轮复合电机，其特征在于所述的内转子内侧与内转子和调制齿之间的永磁体极对数不等。4.根据权利要求1所述的一种容错磁齿轮复合电机，其特征在于所述的内转子上的磁路是串并联同行。2CN103390977A说明书1/4页一种磁齿轮容错复合电机技术领域[0001]本发明涉及一种容错轮毂电机，特别是一种磁齿轮容错复合电机。背景技术[0002]现代驱动系统一直倾向于直接驱动，这样可以省去机械齿轮传动系统，消除机械齿轮的振动噪声，减少机械损耗，获得更高的系统效率，节约能源。但是用于直接驱动的电机为了输出更大的转矩，一般体积较大，且负载运行时，电流较大，增加了控制电路元器件的成本。[0003]磁齿轮具有低噪音、高效率、便于维护、高可靠性以及过载保护等优点，可以用来代替机械齿轮，在直驱系统中实现低速高转矩的运行。因此，磁齿轮引起了大家的普遍关注。图1为传统磁齿轮的结构图。它由外转子5，调制齿4，内转子2和永磁体3组成。调制齿个数，磁齿轮内转子上永磁体极对数，外转子上永磁体极对数必须满足一下关系式：P1＝Ns±P2，其中，P2为磁齿轮内转子上永磁体极对数，Ns为调制齿个数，P1为磁齿轮外转子永磁体极对数。但是磁齿轮需要外部给一个电机充当动力源，使得整个系统的体积增大，结构变得复杂。[0004]为了提高系统的转矩密度，在2008年9月3日到5日的IEEEVPPC会议上，香港大学的LinniJian、K.T.Chau、J.Z.Jiang提出的论文《Anintegratedmagnetic-gearedpermanent-magnetin-wheelmotordriveforelectricvehicles》中所提到的磁齿轮轮毂电机。图2为传统磁齿轮电机的结构图。它由外转子5，调制齿4，内转子2，永磁体3和内定子1组成。第一次将无刷永磁电机与磁齿轮相结合，减小了整个系统的体积和重量，从而提高了转矩密度。在这个电机系统中，由于磁齿轮内转子与无刷永磁电机的外转子共同构成复合电机的内转子，使得复合电机的内转子内外两侧都贴有永磁体，并且它们的极性相同，所以整个复合电机形成一种串联磁路，但是整个复合电机磁路耦合，磁场相互影响。而且电机的反电势比较差，齿槽转矩也比较大，从而使得电机在运转时振动会比较大，不适合运用于低速大扭矩直接驱动的电动汽车中。[0005]电机短路故障的主要原因是绕组发