技术领域
[0001] 本
发明涉及电动机与
变速器领域，具体涉及一种转速比恒定的双转子电动机。
背景技术
[0002] 普通电动机的转速在大多数情况要用减速机减速才能使用，大
传动比的减速机更复杂且效率低。同功率低转速的6级三相异步电动机价格还要比的转速高的2级
电机高。总之在降低转速的过程中成本很高，大传动比的减速机成本更高效率更低。为此变速要从源头开始。现在的问题是电动机转速如何能变低，减速机如何能更高效率，更简单的实现大传动比。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种转速比恒定的双转子电动机，以解决
现有技术的问题，本发明可以有多种转速搭配，两个
输出轴转向可以相同也可以相反，转速大小和比例在很大范围内变化，同时本发明实现大传动比更简单。
[0004] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] 一种转速比恒定的双转子电动机，包括双转子电动机本体以及连接在双转子电动机本体控制端的辛普森行星
齿轮机构，辛普森行星齿轮机构包括三个
自由度，分别为
太阳轮、
行星架以及齿圈，所述三个自由度中的两个分别连接至双转子电动机本体的内转子控制端和外转子控制端，另一个自由度连接至固定
基座，双转子电动机本体的输出端包括外转子输出端和内转子输出端。
[0006] 进一步地，所述齿圈连接至固定基座，所述行星架连接至外转子控制端，所述太阳轮连接至内转子控制端。
[0007] 进一步地，所述太阳轮、行星架以及齿圈之间转速关系为：
[0008] n1＝(1+a)n3
[0009]
[0010] 其中，n1为太阳轮转速，n3为行星架转速，a为齿圈与太阳轮的齿数比。
[0011] 进一步地，所述行星架连接至固定基座，所述齿圈连接至外转子控制端，所述太阳轮连接至内转子控制端。
[0012] 进一步地，所述太阳轮、行星架以及齿圈之间转速关系为：
[0013] n1+an2＝0
[0014]
[0015] 其中，n1为太阳轮转速，n2为齿圈转速，a为齿圈与太阳轮的齿数比。
[0016] 进一步地，所述太阳轮连接至固定基座，所述齿圈连接至外转子控制端，所述行星架连接至内转子控制端。
[0017] 进一步地，所述太阳轮、行星架以及齿圈之间转速关系为：
[0018] an2＝(1+a)n3
[0019]
[0020] 其中，n2为齿圈转速，n3为行星架转速，a为齿圈与太阳轮的齿数比。
[0021] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0022] 本发明在双转子电动机本体尾部设置辛普森行星齿轮机构(属于电机的一部分，即转速比恒定装置)，它的两个自由度分别与内转子控制端和外转子控制端连接，第三个自由度连接至固定基座。行星齿轮机构起控制内转子和外转子的转速比的作用。电动机启动后内转子和外转子受到互相排斥的
扭矩，它们的转速差就是对应极数(如果是三相异步电动机时)单转子电机的转速，，内转子与外转子的相对转速没变。
[0023] 电动机控制部分和对应单转子电动机相同，外转子的供电可以通过滑环输入，两个转子的输出功率之和与对应的单转子电机相同，可以同时输出功率，也可内转子或者外转子单独输出功率，单独输出时另一转子空转即可，如果两个转子的输出端可以输入到另一辛普森行星齿轮机构的两个自由度，第三个自由度是减速机输出端，这个输出端转速可以设计的范围很宽，从几乎是0转速到很高的转速。
[0024] 本发明从电动机源头上改变转速，转速可以变得很低，对有些场合可以直接使用，也可以变得很高，比如甩干机也可以直接使用，本发明电动机有两个输出转速，和辛普森行星齿轮能有完美的搭配，能输出超低转速，即大传动比，由于外转子和内转子通过辛普森行星齿轮(其中一个自由度固定)关联起来，本发明的输出是两个恒转速比输出，可以各自单独使用，也可以同时使用。
[0025] 本发明通过将齿圈连接至固定基座，行星架连接至外转子控制端，太阳轮连接至内转子控制端，或者将行星架连接至固定基座，所述齿圈连接至外转子控制端，所述太阳轮连接至内转子控制端，或者将太阳轮连接至固定基座，所述齿圈连接至外转子控制端，所述行星架连接至内转子控制端，可以有多种转速搭配，两个输出轴转向可以相同也可以相反，转速大小和比例在很大范围变化，当输出端和辛普森行星齿轮配合后有多种输出，实现大传动比更简单。
附图说明
[0026] 图1为当齿圈与固定基座连接时的结构图；
[0027] 图2为当行星架与固定基座连接时的结构图；
[0028] 图3为当太阳轮与固定基座连接时的结构图。
[0029] 其中：1、太阳轮；2、行星架；3、齿圈；4、内转子控制端；5、外转子控制端；6、双转子电机本体；7、外转子输出端；8、内转子输出端。
具体实施方式
[0030] 下面对本发明作进一步详细描述：
[0031] 一种转速比恒定的双转子电动机，包括双转子电动机本体6以及连接在双转子电动机本体6控制端的辛普森行星齿轮机构，辛普森行星齿轮机构包括三个自由度，分别为太阳轮1、行星架2以及齿圈3，所述三个自由度中的两个分别连接至双转子电动机本体6的内转子控制端4和外转子控制端5，另一个自由度连接至固定基座，双转子电动机本体6的输出端包括外转子输出端7和内转子输出端8。
[0032] 下面结合附图对本发明的操作过程做详细描述：
[0033] 一、齿圈固定于基座时(见图1)
[0034] 基本公式：
[0035] n1+an2＝(1+a)n3
[0036]
[0037] 将n2＝0，取a＝4，带入上式得： 即n1＝5n3。
[0038] 如果选6极三相异步单转子电机转速是960转/分，对应6极双转子电机两个转子的相对转速也应是960转/分，即：n1-n3＝960转/分，由此可得：内转子转速n内等于太阳轮1的转速，所以n内＝n1＝1200转/分，外转子转速n外等于行星架2的转速，所以n外＝n3＝240转/分。
[0039] 两个转子同向旋转。其中外转子转速降到240转/分，在一些场合可以直接用。两转子相对转速960转/分不变，两转子既可以各自单独输出功率；也可以同时输出功率；如果输入到另一辛普森行星齿轮机构的两个自由度，第三自由度是输出端，可以做到很低的转速，即超高传动比。
[0040] 二、行星架固定于基座时(见图2)
[0041] 基本公式：
[0042] n1+an2＝(1+a)n3
[0043]
[0044] 将n3＝0，取a＝4，带入上式得：n1+an2＝0。
[0045] 如果选6极三相异步单转子电机转速是960转/分，6极双转子电机两个转子的相对转速也应是960转/分，即：n1-n2＝960转/分。由此可得：内转子转速n内等于太阳轮1的转速，所以n内＝n1＝768转/分，外转子转速n外等于齿圈3的转速，所以n外＝n2＝-192转/分。
[0046] 内外转子转向相反，两个转子可以单独输出功率，如果用一个转子输出功率，它可输出总功率，另一转子空转；如果两个转子同时输出功率，两个功率之和等于总功率，也可以输入辛普森行星齿轮其中的两个自由度，达到变速的目的。
[0047] 三、太阳轮固定于基座时(见图3)
[0048] 基本公式：
[0049] n1+an2＝(1+a)n3
[0050]
[0051] 将n1＝0，取a＝4，带入上式得：an2＝(1+a)n3，即：4n2＝5n3。
[0052] 如果选6极三相异步单转子电机转速是960转/分，6极双转子电机两个转子的相对转速也应是960转/分，即：n2-n3＝960转/分，由此可得：外转子转速n外等于齿圈3的转速，所以n外＝n2＝4800转/分，内转子转速n内等于行星架2的转速，所以n内＝n3＝3840转/分。
[0053] 得到两个同向高转速输出，同样可以单独输出功率也可以同时输出功率，可以直接用于甩干机，也可以输入到辛普森行星齿轮的两个自由度，第三个自由度就是输出端。
