本發明涉及一種永磁電機，更具體地說，涉及一種并列式雙定子永磁電機，適用于低速大轉矩和高速應用場合。

背景技術：

驅動電機是混合動力汽車等新能源汽車應用領域中的重要技術之一，混合動力汽車驅動用電機需要有寬的調速范圍和高效的運行區域。普通永磁電機結構簡單，工作效率高，但由于其恒轉矩特性，難以滿足寬的調速范圍和高效的運行區域要求，因此難以滿足混合動力汽車用電機高性能要求。

隨著電機技術的不斷發展，并列式雙定子永磁電機也得到了很好的研究和發展，出現了許多易于起動、便于調速的雙定子永磁電機，這類雙定子永磁電機的基本結構是：外殼內設有雙定子結構，轉軸上設有雙轉子結構，但由于定轉子匹配和電機工作點設計存在非常復雜的關系，因此如何使兩組定轉子之間形成滿足負載要求的互補關系成為本領域技術人員亟待解決的技術問題，研究發現，目前還沒有一款既具有低速大轉矩特性，又具有高速運行特性，同時能夠解決驅動電機寬轉速范圍內高效率需求問題的雙定子永磁電機出現。

技術實現要素：

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在于克服現有并列式雙定子永磁電機存在的上述不足，提供一種并列式雙定子永磁電機，采用本發明的技術方案，既具有低速大轉矩特性，又具有高速運行特性，同時能夠解決驅動電機寬轉速范圍內高效率需求問題，具有動態性能好、整體運行效率高和可靠性高等特點，具有良好的應用前景。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種并列式雙定子永磁電機，包括外殼、并列設于外殼內的電機組A和電機組B，其中：

所述的電機組A包括定子A和轉子A，所述的定子A固定在外殼內，所述的轉子A位于定子A內，且安裝于轉軸上，所述的定子A上具有高反電動勢繞組A，所述的轉子A上具有永磁體A，所述的電機組A選擇低轉速、大轉矩的工作點作為額定運行點；

所述的電機組B包括定子B和轉子B，所述的定子B固定在外殼內，所述的轉子B位于定子B內，且安裝于轉軸上，所述的定子B上具有低反電動勢繞組B，所述的轉子B上具有永磁體B，所述的電機組B選擇高轉速且能夠滿足高速帶載能力的工作點作為額定運行點。

作為本發明進一步改進，所述的電機組A和電機組B能夠獨立運行或同時運行。

作為本發明進一步改進，所述的永磁體A和永磁體B采用釹鐵硼或鋁鎳鈷或鐵氧體永磁材料。

作為本發明進一步改進，所述的定子A和定子B的鐵芯采用沖壓硅鋼片疊片結構，且定子A和定子B采用分數槽、短距和分布繞組聯結結構。

作為本發明進一步改進，所述的轉子A和轉子B采用切向式結構。

3.有益效果

采用本發明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果：

（1）本發明的一種并列式雙定子永磁電機，其通過在外殼內并列設置一組低轉速、大轉矩額定運行點的電機組A和一組高轉速且能夠滿足高速帶載能力的額定運行點的電機組B，實現了電機既具有低速大轉矩特性，又具有高速運行特性，同時能夠解決驅動電機寬轉速范圍內高效率需求問題；

（2）本發明的一種并列式雙定子永磁電機，其低轉速、大轉矩的電機組A的定子具有高反電動勢繞組，可獲得大起動轉矩，能夠提高電機低速區域的運行效率，拓寬弱磁擴速區域；高轉速且能夠滿足高速帶載能力的電機組B的定子具有低反電動勢繞組，適于高速運行，能夠提高電機高速區域的運行效率，拓寬電機高效率運行區域；

（3）本發明的一種并列式雙定子永磁電機，其電機組A和電機組B能夠獨立運行或同時運行，在同時運行時，可大幅提高電機起動轉矩和高速帶載能力；

（4）本發明的一種并列式雙定子永磁電機，其電機組A和電機組B的永磁體可采用釹鐵硼或鋁鎳鈷或鐵氧體等永磁材料，可獲得大的氣隙磁密和大的直軸電感值；定子A和定子B的鐵芯采用沖壓硅鋼片疊片結構，有效減小電機運行時的鐵耗；定子A和定子B采用分數槽、短距和分布繞組聯結結構，繞組具有較高的正弦度，可以獲得較為正弦的相繞組磁鏈波形，進而獲得較為正弦的反電動勢；

（5）本發明的一種并列式雙定子永磁電機，其轉子A和轉子B采用切向式結構，該結構直軸電感大，可以獲得更大的每極磁通，易于獲得大轉矩，并且可以充分利用磁阻轉矩，提高電機功率密度和擴展恒功率運行范圍，拓寬弱磁擴速區域；

（6）本發明的一種并列式雙定子永磁電機，能夠同時實現驅動電機的低速大轉矩和高速運行，具有功率密度大、體積小、驅動控制系統靈活多樣、響應快、轉矩波動小、過載能力高和能量利用率高等優點，還具有動態性能好、整體運行效率高和可靠性高等特點，并具有一定的容錯能力，具有良好的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明的一種并列式雙定子永磁電機的結構示意圖；

圖2為本發明中定子A和定子B的繞組配置示意圖；

圖3為本發明中的轉子A和轉子B的結構示意圖。

示意圖中的標號說明：

1、外殼；2、定子A；3、高反電動勢繞組A；4、轉子A；5、永磁體A；6、定子B；7、低反電動勢繞組B；8、轉子B；9、永磁體B；10、轉軸。

具體實施方式

為進一步了解本發明的內容，結合附圖對本發明作詳細描述。

圖1為本發明的一種并列式雙定子永磁電機的結構示意圖，如圖所示，本發明的并列式雙定子永磁電機，包括外殼1、并列設于外殼1內的電機組A和電機組B，電機組A包括定子A 2和轉子A 4，定子A 2固定在外殼1內，轉子A 4位于定子A 2內，且安裝于轉軸10上，定子A 2上具有高反電動勢繞組A 3，轉子A 4上具有永磁體A 5；電機組B包括定子B6和轉子B 8，定子B 6固定在外殼1內，轉子B 8位于定子B 6內，且安裝于轉軸10上，定子B 6上具有低反電動勢繞組B 7，轉子B 8上具有永磁體B 9。定子A2和轉子A4組成的電機組A可獨立運行，定子B 6和轉子B 8組成的電機組B也可獨立運行，且電機組A和電機組B也可同時驅動轉軸10旋轉。

圖2為本發明中定子A和定子B的繞組配置示意圖，如圖所示，定子A 2和定子B 6的鐵芯均采用沖壓硅鋼片疊片結構，且定子A 2和定子B 6均采用分數槽、短距和分布繞組聯結結構，可以獲得較為正弦的相繞組磁鏈波形，進而獲得較為正弦的反電動勢。

圖3為本發明中的轉子A和轉子B的結構示意圖，由圖3可以看出，本發明中的轉子A和轉子B采用切向式結構，該結構直軸電感大，可以獲得更大的每極磁通，易于獲得大轉矩，并且可以充分利用磁阻轉矩，提高電機功率密度和擴展恒功率運行范圍，拓寬弱磁擴速區域。

下面結合實施例對本發明作進一步的描述。

實施例

結合圖1所示，本實施例的一種并列式雙定子永磁電機，包括外殼1、并列設于外殼1內的電機組A和電機組B，其中，電機組A包括定子A 2和轉子A 4，定子A 2固定在外殼1內，轉子A 4位于定子A 2內，且安裝于轉軸10上，定子A 2上具有高反電動勢繞組A 3，轉子A4上具有永磁體A 5，電機組A選擇低轉速、大轉矩的工作點作為額定運行點；電機組B包括定子B 6和轉子B 8，定子B 6固定在外殼1內，轉子B 8位于定子B 6內，且安裝于轉軸10上，定子B 6上具有低反電動勢繞組B 7，轉子B 8上具有永磁體B 9，電機組B選擇高轉速且能夠滿足高速帶載能力的工作點作為額定運行點。電機組A和電機組B均采用內嵌式轉子結構，具有動、靜態性能好等特點，可廣泛用于要求動態性能高的應用場合。電機組A采用高反電動勢繞組，定子A 2和轉子A 4之間的氣隙磁通密度大，可獲得大起動轉矩，能夠提高電機低速區域的運行效率，高反電動勢繞組的直軸電感大，拓寬了弱磁擴速區域；電機組B采用低反電動勢繞組，適于高速運行，能夠提高電機高速區域的運行效率，拓寬電機高效率運行區域。將電機組A的額定運行點選擇為低轉速、大轉矩的工作點，電機組B的額定運行點選擇為高轉速且能夠滿足高速帶載能力的工作點，電機組A和電機組B能夠獨立運行或同時運行，當電機組A獨立運行時，具有低速大轉矩特性，能夠提高電機低速區域的運行效率；當電機組B獨立運行時，具有高速運行特性，能夠提高電機高速區域的運行效率；當電機組A和電機組B同時運行時，能夠解決驅動電機寬轉速范圍內高效率需求問題，進一步提高電機起動轉矩和高速帶載能力；并且，當電機組A發生故障時，電機組B可以獨立運行，當電機組B發生故障時，電機組A同樣可以獨立運行，使雙定子永磁電機具有一定的容錯能力。

為了獲得大的氣隙磁通密度和大的直軸電感值，本實施例中的永磁體A 5和永磁體B 9可采用釹鐵硼或鋁鎳鈷或鐵氧體等永磁材料，應當理解，永磁體A 5和永磁體B 9可以選擇相同的永磁材料，也可以選擇不同的永磁材料。永磁體A 5和永磁體B 9在對應轉子A4和轉子B 8上的安置方式也可以相同，也可以不同，在本實施例中，轉子A 4和轉子B 8優選采用切向式結構（如圖3所示），該結構直軸電感大，可以獲得更大的每極磁通，易于獲得大轉矩，并且可以充分利用磁阻轉矩，提高電機功率密度和擴展恒功率運行范圍，拓寬弱磁擴速區域。另外，為了減小電機運行時的鐵耗，在本實施例中，定子A 2和定子B 6的鐵芯采用沖壓硅鋼片疊片結構；且為了使定子A 2和定子B 6的繞組反電動勢具有較高的正弦度，如圖2所示，本實施例中的定子A 2和定子B 6采用分數槽、短距和分布繞組聯結結構，繞組具有較高的正弦度，可以獲得較為正弦的相繞組磁鏈波形，進而獲得較為正弦的反電動勢；同時，為降低電機的齒槽力矩，電機極數與槽數盡量選擇較大數值，增加定位力矩次數。

本發明的一種并列式雙定子永磁電機，既具有低速大轉矩特性，又具有高速運行特性，同時能夠解決驅動電機寬轉速范圍內高效率需求問題，具有功率密度大、體積小、驅動控制系統靈活多樣、響應快、轉矩波動小、過載能力高和能量利用率高等優點，還具有動態性能好、整體運行效率高和可靠性高等特點，并具有一定的容錯能力，在混合動力汽車領域具有良好的應用前景。

以上示意性地對本發明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發明的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發明創造宗旨的情況下，不經創造性地設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本發明的保護范圍。