【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电机领域，尤其涉及一种定子复合型的双机械端口永磁电机及其转矩分配方法。
技术介绍
1、随着大气污染的日趋严重、石油资源的日益匮乏，零污染的电动汽车逐渐步入市场，作为电动汽车的关键部件，车用驱动电机的选择成为提高电动汽车性能的关键。轴向永磁电机不仅继承了永磁电机高功率密度、高转矩密度等诸多优势，又具有轴向电机结构紧凑、硅钢片利用率高的优点，特别适合有大转矩需求的新能源汽车领域。
2、然而，现有研究的车用驱动电机大多是单电机系统，为了考虑爬坡、高速等极端工况，电机体积往往选择的较大，而实际过程电机常常工作在低速低载工作点，使得电机的效率大大降低，造成大量能量的浪费。
3、目前，一类双转子电机采用两层转子的结构实现双机械端口输出，结构紧凑、集成度高，与传统的永磁电机相比，合成的内外电机总转矩值大大增加且电机的效率也得到了有效的提高，然而该类电机共用同一定子，不可避免地导致在定子侧磁路发生耦合，从而影响内外电机的单独运行能力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于至少部分地解决上述的技术问题，旨在提供一种定子复合型的双机械端口永磁电机及其转矩分配方法，不仅能够提高该永磁电机的功率密度，同时能够实现该永磁电机的多模式运行，满足新能源汽车领域多种运行工况。
2、在本专利技术的第一方面中，提供了一种双机械端口永磁电机，所述双机械端口永磁电机包括：
3、依次同轴放置的第一电枢定子、第一转子、复合定子和第二转子四个部件，并且相邻的两个部
4、所述复合定子包括在从第一电枢定子向第二转子延伸的方向上分布的励磁定子和第二电枢定子，
5、通过对第一电枢定子和第二电枢定子中的电枢绕组的电流进行控制使得所述双机械端口永磁电机分别在第一电枢定子独立驱动模式、第二电枢定子独立驱动模式、第一电枢定子和第二电枢定子组合驱动模式三种模式中运行。
6、在本专利技术的一些实施例中，当双机械端口永磁电机的运行环境为中速、中负载条件时，在第一电枢定子独立驱动模式，所述中速为大于双机械端口永磁电机的额定转速的一半并小于所述额定转速，所述中负载为小于双机械端口永磁电机的参考转矩的1.5倍并大于参考转矩的一半。
7、在本专利技术的一些实施例中，当双机械端口永磁电机的运行环境为高速、小负载条件时，在第二电枢定子独立驱动模式，所述高速为大于双机械端口永磁电机的额定转速，所述小负载为小于双机械端口永磁电机的参考转矩的一半。
8、在本专利技术的一些实施例中，当双机械端口永磁电机的运行环境为低速、大负载条件时，在第一电枢定子和第二电枢定子组合驱动模式，所述低速为小于双机械端口永磁电机的额定转速的一半，所述大负载为大于双机械端口永磁电机的参考转矩的1.5倍。
9、在本专利技术的一些实施例中，所述励磁定子呈圆环状并包括m个励磁铁心和m个钕铁硼永磁体块，所述励磁铁心为扇形导磁铁块；
10、所述钕铁硼永磁体块呈轮辐状，沿周向嵌入励磁铁心中，其中m是大于等于3的整数；
11、所述轴向气隙的宽度为0.5-1mm。
12、在本专利技术的一些实施例中，所述第二电枢定子包括第二电枢齿和绕制于第二电枢齿上的第二电枢绕组，所述第二电枢齿与励磁铁心紧挨，所述第二电枢齿具有与励磁铁心的外端面平齐的径向外端面和与励磁铁心的内端面平齐的径向内端面，所述励磁铁心的扇形导磁铁块的径向对称中心线与第二电枢齿的径向对称中心线处于同一轴向垂直面上。
13、在本专利技术的一些实施例中，所述钕铁硼永磁体块的充磁方向为切向充磁，且沿周向相邻钕铁硼永磁体块的充磁方向相反；
14、所述钕铁硼永磁体块、励磁铁心、第二电枢齿的极弧宽度αo、αp、αi具有αo<αi<αp。
15、在本专利技术的一些实施例中，所述第一电枢定子包括：
16、第一定子电枢铁心，第一定子电枢铁心包括第一电枢轭、第一电枢齿和励磁齿，所述第一电枢齿和所述励磁齿的个数相等并在第一电枢轭上沿圆周方向交错排列；和
17、第一定子绕组，所述第一定子绕组包括绕制于第一电枢齿上的第一电枢绕组和绕制于励磁齿上的励磁绕组。
18、在本专利技术的一些实施例中，所述第一转子由k个凸极导磁块构成，所述k个凸极导磁块在圆周方向上沿周向分离等距排列，相邻的两个导磁块间用非导磁材料连接，其中k是大于3的整数；
19、所述第二转子包括呈圆环状的转子轭和凸设于转子轭上的j个凸极转子齿，其中所述凸极转子齿的外端面与转子轭的外端面平齐，所述凸极转子齿的内端面与转子轭的内端面平齐，其中j是大于3的整数。
20、在本专利技术的一些实施例中，所述复合定子中的钕铁硼永磁体产生的永磁磁通路径包括永磁磁通路径a和永磁磁通路径b，其中
21、所述永磁磁通路径a的路径如下：从钕铁硼永磁体块出发，依次经过励磁铁心、第一转子、第一电枢齿、第一电枢轭、励磁齿、第一转子、励磁铁心后最终回到钕铁硼永磁体块；
22、所述永磁磁通路径b的路径如下：从钕铁硼永磁体块出发，依次经过励磁铁心、第二电枢齿、凸极转子齿、转子轭、凸极转子齿、第二电枢齿、励磁铁心后最终回到钕铁硼永磁体块。
23、在本专利技术的第二方面中，提供了一种上述的双机械端口永磁电机的转矩分配方法，所述转矩分配方法包括：
24、通过对第一电枢定子中的第一电枢绕组单独施加三相交变电流，所述三相交变电流与外侧气隙磁场相互作用，使得第一转子输出转矩并处于第一电枢定子独立驱动模式下；
25、通过对第二电枢定子中的第二电枢绕组单独施加三相交变电流，所述三相交变电流与内侧气隙磁场相互作用，使得第二转子输出转矩并处于第二电枢定子独立驱动模式下；
26、通过同时对第一电枢绕组和第二电枢绕组施加三相交变电流，通入第一电枢绕组和第二电枢绕组的所述三相交变电流分别与外侧气隙磁场和内侧气隙磁场相互作用，使得第一转子和第二转子的输出转矩叠加并处于第一电枢定子和第二电枢定子组合驱动模式下。
27、在本专利技术的一些实施例中，所述双机械端口永磁电机的额定转速为nrated，额定电流为iqrated，参考转矩tref为ψpm1为第一定子的永磁励磁磁通；k为第一转子中的凸极导磁块的数量，为大于等于3的整数。
28、在本专利技术的一些实施例中，所述双机械端口永磁电机的运行条件为高速n>nrated、小负载t<0.5tref时，双机械端口永磁电机运行在第二电枢定子独立驱动模式下。
29、在本专利技术的一些实施例中，所述第一转子、第二转子的输出转矩分别为所述双机械端口永磁电机的输出转矩te可以表示为：
30、
31、式中，ψpm2为第二定子的永磁励磁磁通，iq2为第二电枢绕组4-4通入的交轴电流，j为第二转子的凸极转子齿的数量，是大于3的整数。
32、所述第一转子中的第一电枢绕组通入的交直轴电流表示为id1＝iq本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种定子复合型的双机械端口永磁电机，其特征在于，所述双机械端口永磁电机包括：
2.根据权利要求1所述的双机械端口永磁电机，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的双机械端口永磁电机，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的双机械端口永磁电机，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的双机械端口永磁电机，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的双机械端口永磁电机，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的双机械端口永磁电机，其特征在于，
8.根据权利要求1-7中任一项所述的双机械端口永磁电机，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的双机械端口永磁电机，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的双机械端口永磁电机，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种定子复合型的双机械端口永磁电机，其特征在于，所述双机械端口永磁电机包括：
2.根据权利要求1所述的双机械端口永磁电机，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的双机械端口永磁电机，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的双机械端口永磁电机，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的双机械端口永磁电机，其特征在于，<...
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