電動自行車用無刷電的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電動自行車用無刷電機，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子具有環(huán)形的定子芯、線圈和定子齒；所述的轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述定子的內(nèi)圓周上；所述轉(zhuǎn)子包括環(huán)形的阻尼材料基座，所述基座的中心開設(shè)有固定轉(zhuǎn)軸的固定孔，所述固定孔中安裝有非磁性轉(zhuǎn)子軸；所述阻尼材料基座上設(shè)置有環(huán)形散熱合金基體，所述基體上安裝有各向異性的環(huán)形燒結(jié)永磁體。本實用新型所述的無刷電機能夠顯著減少電機的重量，而且能夠顯著降低從永磁體傳遞到轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)磁場的振動，從而可以顯著降低電機和負(fù)載的機械噪音和振動，延長了電機的期望壽命。所述的無刷電機應(yīng)用于電動自行車中，能夠顯著降低電動自行車行駛時的振動，并能夠提升所述電動自行車的乘坐舒適感和檔次。
【專利說明】電動自行車用無刷電機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于電動自行車配件的【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體的說，本實用新型涉及一種 電動自行車用無刷電機。

【背景技術(shù)】
[0002] 電動自行車，是指以蓄電池作為輔助能源在普通自行車的基礎(chǔ)上安裝了電機、控 制器、蓄電池和顯示儀表等系統(tǒng)的機電一體化的個人交通工具。隨著石油等不可再生資源 的大量消耗，能源危機和環(huán)境污染問題日漸成為現(xiàn)實的威脅，電動自行車作為低碳、低耗和 綠色環(huán)保的出行工具代表，在許多城市以及鄉(xiāng)村，其已經(jīng)成為廣大人民群眾短途出行的主 流代步方式。
[0003] 電動自行車中最重要的配件之一就是電機，可以說一輛電動自行車的電機基本決 定了這輛車的性能和檔次。電機是將電池電能轉(zhuǎn)換機械能，驅(qū)動電動車輪旋轉(zhuǎn)的部件。在 電動車上使用的電機常見的有：有刷高速電機、有刷低速電機和無刷低速電機；其中無刷 電機因其運轉(zhuǎn)效率、低速轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速精度等優(yōu)良性能已在電動車領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng) 用。無刷電機通常使用永磁轉(zhuǎn)子，但是永磁轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)的電磁場作用會產(chǎn)生較大的振動，而 且會被直接傳遞掉轉(zhuǎn)子軸上，從而可能引起劇烈的機械振動，從而影響了其使用性能，也會 導(dǎo)致使用壽命降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了實現(xiàn)本實用新型的發(fā)明目的，本實用新型提供一種電動自行車用無刷電機。
[0005] 本實用新型所述的電動自行車用無刷電機，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子具有環(huán)形 的定子芯、線圈和定子齒；所述定子齒沿著定子芯的內(nèi)圓周間隔一定的距離而設(shè)置，而每個 線圈圍繞一個定子齒并相互連接且設(shè)置在所述定子齒和定子芯之間；所述的轉(zhuǎn)子以一定的 間隙設(shè)置在所述定子的內(nèi)圓周上；當(dāng)電能作用在所述線圈上時，所述轉(zhuǎn)子通過與定子的相 互作用而轉(zhuǎn)動；其特征在于：所述轉(zhuǎn)子包括環(huán)形的阻尼材料基座，所述基座的中心開設(shè)有 固定轉(zhuǎn)軸的固定孔，所述固定孔中安裝有非磁性轉(zhuǎn)子軸；所述阻尼材料基座上設(shè)置有環(huán)形 散熱合金基體，所述基體上安裝有各向異性的環(huán)形燒結(jié)永磁體。
[0006] 其中，所述非磁性轉(zhuǎn)子軸為高強度鋁合金轉(zhuǎn)子軸。
[0007] 其中，所述環(huán)形散熱合金基體為高強度鋁合金基體。
[0008] 其中，所述永磁體為高性能稀土永磁體，如釹鐵硼永磁體。
[0009] 本實用新型所述的電動自行車用無刷電機與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果： [0010] (1)在本實用新型所述的無刷電機結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子中的阻尼材料基座、高強度鋁合金 基體和轉(zhuǎn)子軸均采用非鐵基材料，相較于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)能夠顯著減少電機的重量。
[0011] (2)在本實用新型中采用了各向異性的稀土永磁體，并且使用了非磁性的轉(zhuǎn)子軸， 并且采用了阻尼材料基座，從而能夠顯著降低從永磁體傳遞到轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)磁場的振動， 從而可以顯著降低電機和負(fù)載的機械噪音和振動，不僅延長了電機的期望壽命，也顯著降 低了電動自行車行駛時的振動，提升了所述電動自行車的舒適感和性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型所述的電動自行車用無刷電機的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0013] 以下將結(jié)合實施例和附圖對所述的電動自行車用無刷電機做進一步的詳細(xì)說明。
[0014] 本實施例所述的電動自行車用無刷電機，包括定子10和轉(zhuǎn)子20,所述定子10具有 環(huán)形的定子芯12、線圈14和定子齒16 ;所述定子齒16沿著定子芯12的內(nèi)圓周間隔一定的 距離而設(shè)置，而每個線圈14圍繞一個定子齒16并相互連接且設(shè)置在所述定子齒16和定子 芯12之間；所述的轉(zhuǎn)子20以一定的間隙設(shè)置在所述定子10的內(nèi)圓周上；當(dāng)電能作用在所 述線圈14上時，所述轉(zhuǎn)子20通過與定子10的相互作用而轉(zhuǎn)動；所述轉(zhuǎn)子20包括環(huán)形的阻 尼材料基座26,所述基座的中心開設(shè)有固定轉(zhuǎn)軸的固定孔28,所述固定孔中安裝有高強度 鋁合金轉(zhuǎn)子軸；所述阻尼材料基座26上設(shè)置有高強度鋁合金基體24,所述基體上安裝有各 向異性的環(huán)形燒結(jié)稀土永磁體22,如高性能的釹鐵硼永磁體。此外，在所述定子芯12的外 圓周上以一定的間隔形成多個螺栓安裝孔18,以用于將所述的定子固定。本實用新型所述 的無刷電機不僅能夠顯著減少電機的重量，而且還顯著降低了從永磁體傳遞到轉(zhuǎn)子軸的旋 轉(zhuǎn)磁場的振動，從而可以顯著降低電機和負(fù)載的機械噪音和振動，延長了電機的期望壽命。 所述的無刷電機應(yīng)用于電動自行車中，能夠顯著降低電動自行車行駛時的振動，并能夠提 升所述電動自行車的乘坐舒適感和檔次。
[0015] 高強度鋁合金
[0016] 電動自行車的無刷電機在實際使用過程中，需要面臨熱裂和振動的問題，因而不 僅需要具有良好的散熱性能，而且還需要具有高的斷裂韌性和低的疲勞裂紋擴展速度，同 時也需要較高的強度。為此在本實用新型中，所述的轉(zhuǎn)子軸和散熱合金基體采用高強度的 鋁合金材料。本實用新型所述的高強度鋁合金材料，含有〇. 65?0. 85wt%Mn，1. 25-1. 50wt% 的 Si，0· 8 ?1. 2wt% 的 Ni，1· 5 ?1. 8wt% 的 Mg，0· 50 ?0· 75wt% 的 Zn，0· 12-0. 15wt% 的 Ti， CKO. 05wt%，F(xiàn)e〈0. 20wt%，Cu〈0. 20wt%，余量為A1和不可避免的雜質(zhì)；其制備工藝包括如下 步驟：（1)鑄錠：將按照比例配置的合金元素放入熔化爐內(nèi)熔化，熔化溫度為740-760°C，熔 煉25-50min后澆注鑄錠；（2)鑄錠均勻化退火：從室溫以20?40°C /h的升溫速率升到 350?430°C，保溫1?3小時，然后再以20?40°C /h的速度升到510?530°C，并保溫 5?10小時，然后空冷；（3)熱加工熱變形：在熱加工裝備上熱加工，保證合金熱加工的終 了溫度不低于350°C ; (4)熱處理：在490?500°C保溫1?2小時后，淬火，然后在180? 200°C時效處理3?5小時。本實用新型所述的高強度鋁合金材料中基體晶粒細(xì)小，強化相 細(xì)小彌散，不僅提高了鋁合金的強度，同時還提高了材料的斷裂韌性和抗疲勞性能。
[0017] 實施例1
[0018] 所述的高強度鋁合金材料，含有(λ 65wt%Mn，L 50wt%的Si，L 2wt%的Ni，L 5wt% 的 Mg，0· 65wt% 的 Zn，0· 15wt% 的 Ti，0· 15wt% 的 Fe，0· 12wt% 的 Cu，余量為 A1 和不可避免的 雜質(zhì)。制備工藝包括如下步驟：（1)鑄錠：熔化溫度為750°C，熔煉35min后澆注鑄錠；（2) 鑄錠均勻化退火：從室溫以30°C /h的升溫速率升到350°C，保溫3小時，然后再以30°C /h 的速度升到520°C，并保溫8小時，然后空冷；（3)熱加工熱變形：在熱加工裝備上熱加工， 保證合金熱加工的終了溫度不低于350°C ; (4)熱處理：在490°C保溫1. 5小時后，淬火，然 后在180°C時效處理5小時。
[0019] 實施例2
[0020] 所述的高強度鋁合金材料，含有0· 85wt%Mn，1. 25wt%的Si，0· 8wt%的Ni，1. 8wt% 的 Mg，0. 75wt% 的 Ζη，0· 12wt% 的 Ti，0. 18wt% 的 Fe，0. 12wt% 的 Cu，0. 02wt% 的 Cr，余量為 A1和不可避免的雜質(zhì)。制備工藝包括如下步驟：（1)鑄錠：熔化溫度為750°C，熔煉35min 后澆注鑄錠；（2)鑄錠均勻化退火：從室溫以30°C /h的升溫速率升到350°C，保溫3小時， 然后再以30°C /h的速度升到520°C，并保溫8小時，然后空冷；（3)熱加工熱變形：在熱加 工裝備上熱加工，保證合金熱加工的終了溫度不低于350°C ; (4)熱處理：在490°C保溫1. 5 小時后，淬火，然后在180°C時效處理5小時。
[0021] 實施例3
[0022] 所述的高強度鋁合金材料，含有0. 75wt%Mn，1. 50wt%的Si，1. Owt%的Ni，1. 6wt% 的 Mg，0. 65wt% 的 Zn，0. 13wt% 的 Ti，0. 08wt% 的 Fe，0. 05wt% 的 Cu，余量為 A1 和不可避免的 雜質(zhì)。制備工藝包括如下步驟：（1)鑄錠：熔化溫度為750°C，熔煉35min后澆注鑄錠；（2) 鑄錠均勻化退火：從室溫以30°C /h的升溫速率升到350°C，保溫3小時，然后再以30°C /h 的速度升到520°C，并保溫8小時，然后空冷；（3)熱加工熱變形：在熱加工裝備上熱加工， 保證合金熱加工的終了溫度不低于350°C ; (4)熱處理：在490°C保溫1. 5小時后，淬火，然 后在180°C時效處理5小時。
[0023] 實施例4
[0024] 所述的高強度鋁合金材料，含有0. 75wt%Mn，1. 25wt%的Si，1. Owt%的Ni，1. 8wt% 的 Mg，0. 65wt% 的 Ζη，0· 12wt% 的 Ti，0. 18wt% 的 Fe，0. 12wt% 的 Cu，0. 02wt% 的 Cr，余量為 A1和不可避免的雜質(zhì)。制備工藝包括如下步驟：（1)鑄錠：熔化溫度為750°C，熔煉35min 后澆注鑄錠；（2)鑄錠均勻化退火：從室溫以30°C /h的升溫速率升到350°C，保溫3小時， 然后再以30°C /h的速度升到520°C，并保溫8小時，然后空冷；（3)熱加工熱變形：在熱加 工裝備上熱加工，保證合金熱加工的終了溫度不低于350°C ; (4)熱處理：在490°C保溫1. 5 小時后，淬火，然后在180°C時效處理5小時。
[0025] 比較例1
[0026] 所述的高強度鋁合金材料，含有0· 65wt%Mn，0· 50wt%的Cu，L 50wt%的Si，L 5wt% 的Mg，0. 65wt%的Zn，0. 15wt%的Ti，0. 15wt%的Fe，余量為A1和不可避免的雜質(zhì)。制備工 藝包括如下步驟：（1)鑄錠：熔化溫度為750°C，熔煉35min后澆注鑄錠；（2)鑄錠均勻化退 火：從室溫以30°C /h的升溫速率升到350°C，保溫3小時，然后再以30°C /h的速度升到 520°C，并保溫8小時，然后空冷；（3)熱加工熱變形：在熱加工裝備上熱加工，保證合金熱加 工的終了溫度不低于350°C ;(4)熱處理：在490°C保溫1.5小時后，淬火，然后在180°C時 效處理5小時。
[0027] 比較例2
[0028] 所述的高強度鋁合金材料，含有3. 6wt%的Cu，0. 50wt%Mn，1. 25wt%的Si，1. 3wt% 的 Mg，0. 75wt% 的 Zn，0. 12wt% 的 Ti，0. 18wt% 的 Fe，0. 02wt% 的 Cr，余量為 A1 和不可避免的 雜質(zhì)。制備工藝包括如下步驟：（1)鑄錠：熔化溫度為750°C，熔煉35min后澆注鑄錠；（2) 鑄錠均勻化退火：從室溫以30°C /h的升溫速率升到350°C，保溫3小時，然后再以30°C /h 的速度升到520°C，并保溫8小時，然后空冷；（3)熱加工熱變形：在熱加工裝備上熱加工， 保證合金熱加工的終了溫度不低于350°C ; (4)熱處理：在490°C保溫1. 5小時后，淬火，然 后在180°C時效處理5小時。
[0029] 表1中示出了實施例1-4以及比較例1-2的鋁合金的力學(xué)性能。
[0030] 表 1
[0031]

【權(quán)利要求】
1. 一種電動自行車用無刷電機，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子具有環(huán)形的定子芯、線圈 和定子齒；所述定子齒沿著定子芯的內(nèi)圓周間隔一定的距離而設(shè)置，而每個線圈圍繞一個 定子齒并相互連接且設(shè)置在所述定子齒和定子芯之間；所述的轉(zhuǎn)子以一定的間隙設(shè)置在所 述定子的內(nèi)圓周上；當(dāng)電能作用在所述線圈上時，所述轉(zhuǎn)子通過與定子的相互作用而轉(zhuǎn)動； 其特征在于：所述轉(zhuǎn)子包括環(huán)形的阻尼材料基座，所述基座的中心開設(shè)有固定轉(zhuǎn)軸的固定 孔，所述固定孔中安裝有非磁性轉(zhuǎn)子軸；所述阻尼材料基座上設(shè)置有環(huán)形散熱合金基體，所 述基體上安裝有各向異性的環(huán)形燒結(jié)永磁體。
【文檔編號】H02K1/22GK203840086SQ201420134842
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】王加許 申請人:臺州市金宇機電有限公司