專利名稱：帶有轉矩限幅的雙轉子電機的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種帶有轉矩限幅的雙轉子電機的本體設計技術，涉及電機本 體及其工作原理的技術領域。
背景技術：
在實際電機使用中，每一種電機的轉矩過載能力總是有限的，在電機本體上電機 并沒有自我保護的功能，人們通常采用額外的裝置來限制電機轉軸的輸入輸出轉矩而保護 系統，以免電機長時間轉矩過載而損壞，從而減少停機的時間和維修的費用。但在很多需要 電機持續運行的場合，特別是在航空航天、近海大型風力發電系統、混合動力汽車等對電機 可靠性、效率和體積有嚴格要求的領域，人們不得不采用各種額外的裝置來保護電機長期 可靠的工作，這就無疑增加了系統的體積和復雜性，降低了系統的可靠性。近年來，隨著科學技術的發展，電氣化和集成化的普及，人們迫切需要一個電機能 夠實現多種功能，諸如帶有轉矩限幅的雙轉子電機，又如具有容錯功能的特種電機，具有電 氣無級變速功能的電機等等。因此，研究出能夠實現上述功能的新型電機結構就成為電機 工作者義不容辭的一個關鍵任務。
發明內容技術問題本實用新型要解決的技術問題是提供一種帶有轉矩限幅的雙轉子電 機，當輸入或輸出到電機的轉矩超過設定的最大值時，電機能夠繼續運用而不損毀電機或停機。技術方案為解決上述技術問題，本實用新型提供的帶有轉矩限幅的雙轉子電機 技術方案為該雙轉子電機包括機座、設置在機座內的繞有定子繞組的定子、設有轉軸的永磁 轉子、設置在定子和永磁轉子之間的永磁內轉子，其中，永磁轉子和永磁內轉子共用同一個 輸入輸出軸，永磁內轉子通過軸承連接到輸入輸出軸上。優選的，定子上放置的定子繞組為三相或多相分布繞組或集中繞組。優選的，永磁轉子和永磁內轉子上分別放置永磁體，且磁轉子和永磁內轉子上分 別放置的永磁體的極數相同。優選的，永磁內轉子上放置軟鐵材料或導電材料。優選的，所述導電材料為銅或鋁。優選的，永磁內轉子從外到里依次包括內轉子外層永磁，與外層永磁連接的導電 環和與導電環連接的內轉子內層永磁。有益效果當輸入或輸出到電機的轉矩超過設定的最大值時，電機能夠持續運行 而不損毀電機或停機。即當在最大轉矩輸出輸入范圍之內，內轉子和轉子之間通過磁拉力 傳遞轉矩，由于傳遞的轉矩受到兩個轉子之間的最大磁拉力的限制，當電機輸入輸出的轉 矩超過限幅值時，電機將進入失步狀態，脈動的永磁磁拉力將不再做功，此時置于內轉子上的導電材料將切割轉子永磁磁鏈而產生渦流，繼續維持電機轉動，能夠保持電機在過載情 況下持續運行。由于轉子永磁和內轉子永磁磁鏈屬于串聯結構，增加的內轉子并不會顯著增加電 機本體的體積。

圖1為本實用新型提供的帶有轉矩限幅的雙轉子電機結構圖；其中有機座1，定子2，永磁內轉子3，和永磁轉子4，轉軸5和軸承6 ；定子繞組2. 1，內轉子外層永磁3. 1，導電環3. 2，內轉子內層永磁3. 3，轉子永磁 4. 1，圖2為圖1中兩個永磁內轉子的結構圖；其中有永磁內轉子3包括三個部分，內轉子外層永磁3. 1，導電環3. 2，內轉子內 層永磁3. 3，轉子永磁4. 1 ；永磁內轉子3的內轉子外層永磁3. 1、內轉子內層永磁3. 3和轉 子永磁體4. 1均采用表面貼裝式結構。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。本實用新型提供的帶有轉矩限幅的雙轉子電機，當輸入或輸出到電機的轉矩超過 設定的最大值時，電機能夠繼續運用而不損毀電機或停機。當在最大轉矩輸入輸出范圍之 內，內轉子和轉子之間通過磁拉力傳遞轉矩，由于傳遞的轉矩受到兩個轉子之間的最大磁 拉力的限制，當電機輸入輸出的轉矩超過限幅值時，電機將進入失步狀態，脈動的永磁磁拉 力將不再做功，此時置于內轉子上的導電材料將切割轉子永磁磁鏈而產生渦流，繼續維持 電機轉動，能夠保持電機在過載情況下持續運行。這就消除了采用額外的裝置來保護電機 的弊端，能夠應用于航空航天，近海大型風力發電系統，混合動力電動汽車等對需要電機持 續運行，且對電機的可靠性，體積和效率有著嚴格要求的場合。帶有轉矩限幅的雙轉子電機，本體拓撲結構包括定子、轉子、內轉子；內轉子和轉 子均采用永磁結構，極數相同；內轉子上放置導電環；轉子和內轉子共用同一個輸入輸出 軸，內轉子通過兩個軸承連接到輸入輸出軸上，并不直接連接到原動機或者負載上。定子、轉子、內轉子可以在外層部分、中間部分、內層部分根據需要調整，即外層 部分是轉子，中間部分是內轉子，內層部分是定子，或外層部分為定子，中間部分為內轉子， 內層部分作轉子。內轉子可以設置兩層永磁，中間放置導電鐵環；也可以設置一層永磁體，鑲嵌于鐵 環或者銅環等導電環的表面。
以下結合附圖對本發明做進一步說明。參見圖1-2，本發明提供的帶有轉矩限幅的雙轉子電機，該雙轉子電機包括機座 1、設置在機座1內的繞有定子繞組2. 1的定子2、設有轉軸5的永磁轉子4、設置在定子2 和永磁轉子4之間的永磁內轉子3，其中，永磁轉子4和永磁內轉子3共用同一個輸入輸出 軸5，永磁內轉子3通過軸承6連接到輸入輸出軸5上。定子2上放置的定子繞組2. 1為三相或多相分布繞組或集中繞組。[0027]永磁轉子4和永磁內轉子3上分別放置永磁體，且永磁轉子4和永磁內轉子3上 分別放置的永磁體的極數相同。永磁內轉子3上放置軟鐵材料或導電材料。所述導電材料為銅或鋁。永磁內轉子3從外到里依次包括內轉子外層永磁3. 1，與內轉子外層永磁3. 1連接 的導電環3. 2和與導電環3. 2連接的內轉子內層永磁3. 3。
權利要求一種帶有轉矩限幅的雙轉子電機，其特征在于該雙轉子電機包括機座(1)、設置在機座(1)內的繞有定子繞組(2.1)的定子(2)、設有轉軸(5)的永磁轉子(4)、設置在定子(2)和永磁轉子(4)之間的永磁內轉子(3)，其中，永磁轉子(4)和永磁內轉子(3)共用同一個輸入輸出軸(5)，永磁內轉子(3)通過軸承(6)連接到輸入輸出軸(5)上。
2.根據權利要求1所述的帶有轉矩限幅的雙轉子電機，其特征在于定子(2)上放置 的定子繞組(2. 1)為三相或多相分布繞組或集中繞組。
3.根據權利要求1所述的帶有轉矩限幅的雙轉子電機，其特征在于永磁轉子(4)和 永磁內轉子⑶上分別放置永磁體，且永磁轉子⑷和永磁內轉子⑶上分別放置的永磁 體的極數相同。
4.根據權利要求1所述的帶有轉矩限幅的雙轉子電機，其特征在于永磁內轉子(3) 上放置軟鐵材料或導電材料。
5.根據權利要求4所述的帶有轉矩限幅的雙轉子電機，其特征在于所述導電材料為 銅或鋁。
6.根據權利要求1所述的帶有轉矩限幅的雙轉子電機，其特征在于永磁內轉子(3) 從外到里依次包括內轉子外層永磁(3. 1)，與內轉子外層永磁(3. 1)連接的導電環(3. 2)和 與導電環(3. 2)連接的內轉子內層永磁(3. 3)。
專利摘要本實用新型涉及一種帶有轉矩限幅的雙轉子電機，該雙轉子電機包括機座(1)、設置在機座(1)內的繞有定子繞組(2.1)的定子(2)、設有轉軸(5)的永磁轉子(4)、設置在定子(2)和永磁轉子(4)之間的永磁內轉子(3)，其中，永磁轉子(4)和永磁內轉子(3)共用同一個輸入輸出軸(5)，永磁內轉子(3)通過軸承(6)連接到輸入輸出軸(5)上。該雙轉子電機當輸入或輸出到電機的轉矩超過設定的最大值時，電機能夠持續運行且不會因為過載而損毀電機或停機。
文檔編號H02K16/02GK201663524SQ20102016697
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月21日 優先權日2010年4月21日
發明者孫西凱, 程明 申請人:東南大學