專利名稱：電動車用機電一體化電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到直流無刷電機。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的直流電機，其控制器一般都是安裝于電機外部，易受外界溫度、空氣、雨水、泥沙以及其它惡劣工作條件的影響，工作不穩(wěn)定，且引線過長，線徑偏小，內(nèi)阻大，電壓降大，效率低。針對上述缺陷專利號為98246103.8的實用新型專利公開了一種“機電一體永磁無刷電機”的技術(shù)方案，它采用將電機的控制器(它包括金屬基板和布置在基板上的控制電路)置于電機內(nèi)部的方式，使結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、抗外界干擾強。但是，上述專利方案的電機將控制器置于電機內(nèi)部后，導(dǎo)致軸向尺寸較大，且因為控制器在位置關(guān)系保持孤立，不利于熱的傳遞，散熱能力差，影響其工作的穩(wěn)定性；此外，該電機中繞組線圈利用率低，功率有限，無法完全滿足現(xiàn)有電動車輛的使用要求；而且，引線需要從軸承內(nèi)滾道引出，不夠合理。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是克服上述電機軸向尺寸較大，散熱能力差的缺點，提供一種電動車用機電一體化電機，并在此基礎(chǔ)上進一步提高電機的功率和改善引線結(jié)構(gòu)。為此，本實用新型采用如下技術(shù)方案是電動車用機電一體化電機，包括在內(nèi)圈上成對分布有永磁體的外轉(zhuǎn)子、連接在外轉(zhuǎn)子兩端的端蓋以及位于由所述外轉(zhuǎn)子與端蓋形成的空腔內(nèi)的繞組內(nèi)定子和控制器，所述繞組內(nèi)定子與支撐在所述端蓋上的輪軸固定連接，從而使得所述的外轉(zhuǎn)子和端蓋可以相對輪軸、繞組內(nèi)定子和控制器轉(zhuǎn)動，其特征是在所述繞組內(nèi)定子的軸向設(shè)置有內(nèi)凹容納部，所述的控制器置于該內(nèi)凹容納部內(nèi)。本方案通過將在所述繞組內(nèi)定子的軸向設(shè)置內(nèi)凹容納部，并將所述的控制器置于該內(nèi)凹容納部內(nèi)，從而減小軸向尺寸，利于控制器產(chǎn)生的熱量經(jīng)繞組內(nèi)定子、轉(zhuǎn)軸等通過傳導(dǎo)的方式散熱，保證控制器工作的穩(wěn)定性。
作為對上述技術(shù)方案的進一步完善和補充，本實用新型還包括以下附加技術(shù)特征所述的內(nèi)凹容納部的底部設(shè)置有連接基體，所述的控制器連接該連接基體上。使得結(jié)構(gòu)緊湊，連接可靠。
所述的連接基體偏離所述繞組內(nèi)定子的幾何中心并偏向與所述的內(nèi)凹容納部相背的一側(cè)。從而使得將控制器連接在繞組內(nèi)定子上時，使它們的重心位于繞組內(nèi)定子的幾何中心上，保證受力平衡。
所述的連接基體背向所述的內(nèi)凹容納部的一側(cè)設(shè)置有散熱翼。以增大散熱面積，增強散熱效果。
所述的端蓋內(nèi)表面設(shè)置有散熱翼。以在轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生風量，利于熱量散失。
在所述的輪軸上開設(shè)有引線孔；且所述引線孔的內(nèi)外端口分別位于端蓋的內(nèi)外側(cè)。
所述的永磁體為23對，且相臨兩永磁體的極性相反；所述的繞組內(nèi)定子上開設(shè)有51個繞線槽，且繞組線圈按照一跨二的方式繞制(即每槽兩組線圈疊繞)。以利于提高功率，滿足大功率、大扭矩的使用要求。
所述的輪軸與端蓋之間置有軸承而保持二者之間的相對轉(zhuǎn)動。
本實用新型通過將在所述繞組內(nèi)定子的軸向設(shè)置內(nèi)凹容納部，并將所述的控制器置于該內(nèi)凹容納部內(nèi)，從而減小軸向尺寸，利于控制器產(chǎn)生的熱量經(jīng)繞組內(nèi)定子、轉(zhuǎn)軸等通過傳導(dǎo)的方式散熱，保證控制器工作的穩(wěn)定性；本實用新型改變了外轉(zhuǎn)子磁極對數(shù)和內(nèi)定子繞組數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，提高了繞組線圈利用率，增大了電機功率，并提高電機效率；本實用新型增加了定子端面厚度和寬度，能增加工作時的磁通量，同時將定子的支撐面偏離定子截面中心設(shè)置，增大定子支撐面設(shè)置電機控制器一側(cè)的內(nèi)部空間，保證置于其中的電機控制器能及時散熱；本實用新型改變了電機中磁鋼和繞組的設(shè)置方式，增加了電機的磁極對數(shù)，改變了線圈繞組數(shù)和跨槽方式，從而改變了磁極對數(shù)和線圈繞組的對應(yīng)關(guān)系，增大了電機功率，提高電機效率；在輪軸中開設(shè)通孔，繞組和控制器的引出線經(jīng)輪軸內(nèi)的通孔引出電機輪轂；根據(jù)以上所述，本實用新型還可以將電機及控制器的連線加粗以提高功率和效率，且在增大功率和效率時不會引起電壓降。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的說明。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型繞組線圈的繞制方式以及永磁體的分布示意圖。
圖中1、繞組內(nèi)定子；2、端蓋；3、控制器；4、引線束；5、軸承；6、輪軸；7、引線孔；8、內(nèi)凹容納部；9、連接基體；10、空腔；11、永磁體；12、外轉(zhuǎn)子；13、車輪內(nèi)圈；14、線槽；15、繞組線圈；16、硅鋼片；17、散熱翼；18、散熱翼。
具體實施方式
如圖1、2所示，電動車用機電一體化電機，包括圓筒狀的外轉(zhuǎn)子12、連接在外轉(zhuǎn)子12兩端的端蓋2以及位于由外轉(zhuǎn)子12與端蓋2形成的空腔10內(nèi)的繞組內(nèi)定子1和控制器3在外轉(zhuǎn)子12內(nèi)圈(內(nèi)圓面)上成對分布有23對永磁體11，且相臨兩永磁體的極性相反，圓筒狀的外轉(zhuǎn)子12緊配安裝在車輪內(nèi)圈13上，從而在轉(zhuǎn)動時可以帶著車輪轉(zhuǎn)動，因此，根據(jù)設(shè)計，也可以將永磁體固定在車輪內(nèi)圈上；繞組內(nèi)定子1為由包括硅鋼片16、連接基體9和繞組線圈15在內(nèi)形成的組件，它固定連接在開設(shè)有引線孔7的輪軸6上，它的軸向中心部位設(shè)置有內(nèi)凹容納部8，且因連接基體9偏離繞組內(nèi)定子的幾何中心并偏向與內(nèi)凹容納部8相背的一側(cè)使得內(nèi)凹容納部具有足夠的空間以便容納控制器，在連接基體9背向所述的內(nèi)凹容納部8的一側(cè)設(shè)置有散熱翼17，以增強散熱效果。在硅鋼片16的圓形邊緣均勻開設(shè)51個線槽14，繞組線圈15按照一跨二的方式繞制在線槽14內(nèi)(詳見圖2)；所述的控制器3置于內(nèi)凹容納部8內(nèi)，并通過螺釘緊固在連接基體9上，從而使得形成一體的控制器繞組內(nèi)定子的重心位于繞組內(nèi)定子的幾何中心上，保證受力平衡，使得應(yīng)用在車輛上時保證車輛行駛平穩(wěn)，為線圈繞組和控制器供電的引線束4從引線孔7中引出；將繞組內(nèi)定子1連同輪軸6一起置入外轉(zhuǎn)子12內(nèi)，將兩個帶有軸承5的端蓋2連接在外轉(zhuǎn)子12兩端，從而將輪軸6支撐在兩個軸承5上，繞組內(nèi)定子1和控制器3即位于由外轉(zhuǎn)子12和端蓋2構(gòu)成的空腔10內(nèi)，從而使得外轉(zhuǎn)子和端蓋可以相對輪軸、繞組內(nèi)定子和控制器轉(zhuǎn)動。此外，在端蓋內(nèi)表面設(shè)置有散熱翼18，以在轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生風量，利于熱量散失。
以市場上常見的型號為16-20吋的車輪來講，現(xiàn)有的電機厚度(軸向尺寸)和外轉(zhuǎn)子內(nèi)徑的尺寸分別為41毫米和136毫米左右，而本電機的尺寸則為22毫米和198毫米左右，加上獨特的繞組線圈的繞制方式以及與之配合的永磁體，使得本電機的磁動量、輸出功率得以提高，為其擴展設(shè)計提供了結(jié)構(gòu)上的支持(比如用于對電動摩托車提供動力)。
權(quán)利要求1.電動車用機電一體化電機，包括在內(nèi)圈上成對分布有永磁體(11)的外轉(zhuǎn)子(12)、連接在外轉(zhuǎn)子(12)兩端的端蓋(2)以及位于由所述外轉(zhuǎn)子(12)與端蓋(2)形成的空腔(10)內(nèi)的繞組內(nèi)定子(1)和控制器(3)，所述繞組內(nèi)定子(1)與支撐在所述端蓋(2)上的輪軸(6)固定連接，從而使得所述的外轉(zhuǎn)子(12)和端蓋(2)可以相對輪軸(6)、繞組內(nèi)定子(1)和控制器(3)轉(zhuǎn)動，其特征是在所述繞組內(nèi)定子(1)的軸向設(shè)置有內(nèi)凹容納部(8)，所述的控制器(3)置于該內(nèi)凹容納部(8)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車用機電一體化電機，其特征是所述的內(nèi)凹容納部(8)的底部設(shè)置有連接基體(9)，所述的控制器(3)連接該連接基體(9)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動車用機電一體化電機，其特征是所述的連接基體(9)偏離所述繞組內(nèi)定子(1)的幾何中心并偏向與所述的內(nèi)凹容納部(8)相背的一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動車用機電一體化電機，其特征是所述的連接基體(9)背向所述的內(nèi)凹容納部(8)的一側(cè)設(shè)置有散熱翼(17)。
5.根據(jù)1-4任一權(quán)利要求所述的電動車用機電一體化電機，其特征是所述的端蓋(2)內(nèi)表面設(shè)置有散熱翼(18)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電動車用機電一體化電機，其特征是在所述的輪軸(6)上開設(shè)有引線孔(7)；且所述引線孔(7)的內(nèi)外端口分別位于一個端蓋的內(nèi)外側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電動車用機電一體化電機，其特征是所述的永磁體(11)為23對，且相臨兩永磁體的極性相反；所述的繞組內(nèi)定子(1)上開設(shè)有51個繞線槽(14)，且繞組線圈(15)按照一跨二的方式繞制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車用機電一體化電機，其特征是在所述的輪軸(6)與端蓋(2)之間置有軸承(5)而保持二者之間的相對轉(zhuǎn)動。
專利摘要電動車用機電一體化電機，包括在內(nèi)圈上成對分布有永磁體的外轉(zhuǎn)子、連接在外轉(zhuǎn)子兩端的端蓋以及位于由所述外轉(zhuǎn)子與端蓋形成的空腔內(nèi)的繞組內(nèi)定子和控制器，所述繞組內(nèi)定子與支撐在所述端蓋上的輪軸固定連接，從而使得所述的外轉(zhuǎn)子和端蓋可以相對輪軸、繞組內(nèi)定子和控制器轉(zhuǎn)動，其特征是在所述繞組內(nèi)定子的軸向設(shè)置有內(nèi)凹容納部，所述的控制器置于該內(nèi)凹容納部內(nèi)。本實用新型利于控制器產(chǎn)生的熱量經(jīng)繞組內(nèi)定子、轉(zhuǎn)軸等通過傳導(dǎo)的方式散熱，保證控制器工作的穩(wěn)定性；提高了繞組線圈利用率，增大了電機功率，且在增大功率和效率時不會引起電壓降。
文檔編號H02K9/06GK2879508SQ20052011709
公開日2007年3月14日 申請日期2005年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者李芝建 申請人:李芝建