三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)的制造方法
【專利摘要】一種三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)，主要由電動(dòng)機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、釹鐵硼永磁鐵、絕緣板、繞組轉(zhuǎn)換模塊、電動(dòng)機(jī)軸和端蓋組成。其最大特點(diǎn)是其定子的每相繞組在定子鐵芯360°機(jī)械角度的一圓周內(nèi)依次均勻地繞制成若干個(gè)相同的單元繞組，繞成2組單元繞組時(shí)，在繞組轉(zhuǎn)換模塊的控制下，電機(jī)可以在一檔、二檔之間變換，以適應(yīng)對(duì)電機(jī)不同要求；當(dāng)定子繞組繞成4單元組繞組時(shí)，在繞組轉(zhuǎn)換模塊的控制下，電機(jī)可以在一檔、二檔和三檔之間變換，電機(jī)的工作范圍更寬。這樣的繞組繞制方法簡(jiǎn)單、實(shí)用、效率高、節(jié)省材料，使變檔電機(jī)的制造技術(shù)得以提高，產(chǎn)品更趨成熟。
【專利說(shuō)明】三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組采用了更為實(shí)用的排列方式并設(shè)計(jì)了絕緣板和轉(zhuǎn)換模塊在電動(dòng)機(jī)內(nèi)的安裝位置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，有關(guān)三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)的幾個(gè)專利中雖然敘述了該種電動(dòng)機(jī)的定子需要繞制若干個(gè)獨(dú)立單元繞組，但有的專利沒(méi)有進(jìn)一步說(shuō)明若干獨(dú)立單元繞組在定子鐵芯中的具體如何排列，如實(shí)用新型專利號(hào):002528770《大低速轉(zhuǎn)矩永磁同步電機(jī)》中所述“該定子繞組采用兩套完全相同的三相繞組”(權(quán)利要求1)，另外發(fā)明專利《三相永磁無(wú)刷多檔輪轂電機(jī)的》專利號(hào)CN102624112A中所述電動(dòng)機(jī)的獨(dú)立單元繞組是分層布置的，即第一個(gè)單元繞組按電機(jī)360°機(jī)械角度繞完一周，第二個(gè)單元繞組在第一個(gè)繞組單元以外再繞一周，如該專利的圖4中本發(fā)明三相永磁無(wú)刷多檔輪轂電動(dòng)機(jī)的第二檔(中速)時(shí)的等效電路圖和圖17該發(fā)明三相永磁無(wú)刷多檔輪轂電動(dòng)機(jī)的一組電機(jī)剖面圖所示。該種電動(dòng)機(jī)單元繞組繞法具有明顯的缺陷:其一是工藝復(fù)雜，因按照此種方法繞制線圈，二檔電動(dòng)機(jī)的二組繞組單元需要繞兩層線圈，且每個(gè)電動(dòng)機(jī)槽內(nèi)的內(nèi)外兩組單元繞組之間都要加絕緣材料以保證單元繞組之間有足夠的耐電壓強(qiáng)度；其二是兩個(gè)單元繞組因是分內(nèi)外兩層布置則處在內(nèi)外兩層的不同單元繞組的線圈直徑不同，又因線圈匝數(shù)相同，就造成所用的導(dǎo)線總長(zhǎng)度不同，線圈的總電阻不同，電動(dòng)機(jī)端部線圈的漏損不同，這種單元繞組并聯(lián)時(shí)將產(chǎn)生環(huán)流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的效率與性能下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決已有專利變檔電動(dòng)機(jī)的單元繞組具體排列方式不明確，不僅不能指導(dǎo)變檔電動(dòng)機(jī)的具體繞線工藝，而且繞制單元繞組工藝復(fù)雜并影響電動(dòng)機(jī)的效率和性能，本實(shí)用新型提出一種具體的沿電機(jī)圓周分段均勻繞制變檔電動(dòng)機(jī)單元繞組的方法，其工藝簡(jiǎn)單、電動(dòng)機(jī)的安全性得以提高，單元繞組的性能參數(shù)高度一致，能保證電動(dòng)機(jī)的高效及應(yīng)有的性能。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:在由電動(dòng)機(jī)外殼、電動(dòng)機(jī)定子鐵芯、電動(dòng)機(jī)定子繞組、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯、永磁體、電動(dòng)機(jī)軸、絕緣板和繞組轉(zhuǎn)換模塊組成的三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)中。電動(dòng)機(jī)的定子繞組在電動(dòng)機(jī)定子鐵芯360°機(jī)械角度的一個(gè)圓周內(nèi)依次均勻繞成若干相同的單元繞組，三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)的定子槽數(shù)和磁極數(shù)均為偶數(shù)，三相永磁無(wú)刷二檔電動(dòng)機(jī)的定子繞組在電動(dòng)機(jī)定子鐵芯360°機(jī)械角度的一個(gè)圓周內(nèi)依次均勻繞制成2組相同的單元繞組，三相永磁無(wú)刷三檔電動(dòng)機(jī)的定子繞組在電動(dòng)機(jī)定子鐵芯360°機(jī)械角度的一個(gè)圓周內(nèi)依次均勻繞制成4組相同的單元繞組，三相永磁無(wú)刷二檔電動(dòng)機(jī)，其定子鐵芯是12槽時(shí)轉(zhuǎn)子磁鋼為8極、10極或14極，定子鐵芯是18槽時(shí)轉(zhuǎn)子磁鋼為16極、20極，定子鐵芯是24槽時(shí)轉(zhuǎn)子磁鋼為16極、20極、22極、26極、28極或32極，定子鐵芯是30槽時(shí)轉(zhuǎn)子磁鋼為28極或32極，定子鐵芯是36槽時(shí)轉(zhuǎn)子磁鋼為34或38極等。三相繞組的第二組單元繞組的尾端在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部連接在一起。三相永磁無(wú)刷三檔電動(dòng)機(jī)，其定子鐵芯是12槽時(shí)轉(zhuǎn)子磁鋼為8極和14極，定子鐵芯是24槽時(shí)轉(zhuǎn)子磁鋼為16極、20極、28極和32極等。三相繞組的四組單元繞組的尾端在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部連接在一起，在一個(gè)電動(dòng)機(jī)槽內(nèi)的不同相線圈之間墊有絕緣材料，所述三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)可以是中置電動(dòng)機(jī)，即內(nèi)轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，也可以是輪轂電動(dòng)機(jī)，即外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。
[0005]本實(shí)用新型的有益效果是:詳細(xì)敘述了制作三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)的定子單元繞組的具體排列布置方式，適用電動(dòng)機(jī)的具體類型和參數(shù)，實(shí)用性和可操作性強(qiáng)，工藝簡(jiǎn)單可靠，依此制作出的三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)的效率高性能好。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0007]圖1是三相永磁無(wú)刷二檔電動(dòng)機(jī)單元繞組排列原理圖。
[0008]圖2是三相永磁無(wú)刷二檔電動(dòng)機(jī)單元繞組連接原理圖，其中圖(A)為一檔電動(dòng)機(jī)單元繞組連接圖，(B)為二檔電動(dòng)機(jī)的單元繞組連接圖。
[0009]圖3是三相永磁無(wú)刷三檔電動(dòng)機(jī)單元繞組排列原理圖。
[0010]圖4是三相永磁無(wú)刷三檔電動(dòng)機(jī)單元繞組連接原理圖，其中圖(A)為一檔電動(dòng)機(jī)單元繞組連接，(B)為二檔電動(dòng)機(jī)的單元繞組連接圖，圖(C)為三檔電動(dòng)機(jī)單元繞組連接圖。
[0011]圖5是第一個(gè)實(shí)施例的端部剖面圖。
[0012]圖6是第一個(gè)實(shí)施例的軸向剖面圖。
[0013]圖7是第二個(gè)實(shí)施例的端部剖面圖。
[0014]圖中1、電動(dòng)機(jī)外殼，2、轉(zhuǎn)子磁鋼，3、定子槽，4、定子鐵芯，5、電動(dòng)機(jī)軸，6、轉(zhuǎn)換模塊，7、電動(dòng)機(jī)端蓋，8、絕緣板，9、轉(zhuǎn)子鐵芯，10、單元繞組引線，11、單元繞組，12，槽楔。圖中單元繞組一端的小圓點(diǎn)是線圈首端的標(biāo)志。線圈的另一端是尾端。線圈上標(biāo)注的Ia是電動(dòng)機(jī)的U相的第一個(gè)單元繞組，2a是電動(dòng)機(jī)的U相的第二個(gè)單元繞組，3a是電動(dòng)機(jī)的U相的第三個(gè)單元繞組，4a是電動(dòng)機(jī)U相的第四個(gè)單元繞組。以此類推，lb、2b、3b和4b分別是電動(dòng)機(jī)V相的第一、第二、第三和第四單元繞組；Ic、2c、3c和4c則分別是電動(dòng)機(jī)W相的第一、第二、第三和第四單元繞組。

【具體實(shí)施方式】
[0015]在圖1中，電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯內(nèi)饒有兩組單元繞組，第一組單元繞組由線圈la、lb和Ic組成，該組單元繞組占據(jù)定子鐵芯一半的圓周空間；同樣第二組單元繞組由線圈2a、2b和2c組成，該組單元繞組占據(jù)定子鐵芯另一半的圓周空間，并且第二組單元繞組的三個(gè)線圈的尾端在定子內(nèi)連在一起形成y接點(diǎn)。
[0016]在圖2(A)中，當(dāng)Ia與2a串聯(lián)，Ib與2b串聯(lián)，Ic與2c串聯(lián)時(shí)，即成為一檔電動(dòng)機(jī)；在圖2(B)中，當(dāng)Ia與2a、Ib與2b及Ic與2c分別并聯(lián)時(shí)，即成為二檔電動(dòng)機(jī)。在圖3中，電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯內(nèi)繞有四組單元繞組，第一組單元繞組由la、lb、lc組成，以此類推，2a、2^2(:，3&、313、3(3，4&、413、4(3分別組成第二組、第三組和第四組單元繞組。每組單元繞組，依次各占據(jù)電動(dòng)機(jī)定子鐵芯四分之一的空間，并且第四組單元繞組的三個(gè)組單元繞組的尾端在定子內(nèi)連接在一起形成y點(diǎn)。在圖4(A)中，la、2a、3a、4a，lb、2b、3b、4b，lc、2c、3c、4c分別串聯(lián)，即成為一檔電動(dòng)機(jī)；在圖4(B)中，電動(dòng)機(jī)的U相中的Ia與2a串聯(lián)，3a與4a串聯(lián)然后再并聯(lián)，其他V相W相也依此同樣連接即成為二檔電動(dòng)機(jī)；在圖4(C)中，la、2a、3a、4a并聯(lián)為U相，lb、2b、3b、4b并聯(lián)為V相，lc、2c、3c、4c并聯(lián)為W相即成為三檔電動(dòng)機(jī)。
[0017]在圖5的實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)軸(5)、轉(zhuǎn)子鐵芯(9)和轉(zhuǎn)子磁鋼(2)依次組裝成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子；電動(dòng)機(jī)外殼(I)、定子鐵芯(4)和單元繞組線圈la、lb、lc、2a、2b和2c安裝在一起形成電動(dòng)機(jī)定子。定子槽(3)內(nèi)的線圈按U、V、W相序依次排列。單元繞組的首尾都有引出線。第一組單元繞組la、lb、lc占有電動(dòng)機(jī)定子鐵芯(4)的右半個(gè)空間。第二組單元繞組2a、2b、2c占有電動(dòng)機(jī)定子鐵芯(4)的左半個(gè)空間。其中2a、2b、2c單元繞組的尾端連在一起形成I接點(diǎn)。
[0018]在圖6的實(shí)施例中，其中電動(dòng)機(jī)軸(5)、轉(zhuǎn)子鐵芯(9)和轉(zhuǎn)子磁鋼(2)組成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子；電動(dòng)機(jī)外殼(I)、定子鐵芯(4)和單元繞組(11)組成電動(dòng)機(jī)定子，單元繞組(11)的外面裝有槽楔(12)，單元繞組引線(10)穿過(guò)絕緣板⑶與轉(zhuǎn)換模塊(6)連接，絕緣板(8)安裝在單元繞組(11)端部與電動(dòng)機(jī)端蓋(7)之間，轉(zhuǎn)換模塊(6)安裝在絕緣板(8)上并位于電動(dòng)機(jī)端蓋(7) —側(cè)。絕緣板(8)為圓形，與電動(dòng)機(jī)軸垂直固定在電動(dòng)機(jī)殼(I)內(nèi)，其外緣處開(kāi)過(guò)線孔，并與電動(dòng)機(jī)軸(5)之間留有間隙。
[0019]在圖7的實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)軸(5)、轉(zhuǎn)子鐵芯(9)和轉(zhuǎn)子磁鋼(2)依次組裝成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子；電動(dòng)機(jī)外殼(I)、定子鐵芯(4)和單元繞組線圈la、lb、lc，2a、2b、2c，3a、3b、3c和4a、4b、4c安裝在一起成電動(dòng)機(jī)定子。定子槽(3)內(nèi)的線圈按U、V、W相序依次排列，單元繞組的首尾端都有引出線。第一組單元繞組由la、lb、lc組成，第二組單元繞組由2a、2b、2c組成，第三組單元繞組由3a、3b、3c組成，第四組單元繞組由4a、4b、4c組成，每組單元繞組分別占有電動(dòng)機(jī)定子鐵芯⑷的四分之一空間。其中4a、4b、4c的每個(gè)單元繞組的首尾端連接在一起形成y接點(diǎn)。在該實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)內(nèi)亦安裝有絕緣板和轉(zhuǎn)換模塊，其形狀與安裝位置與圖6中所述一致。
【權(quán)利要求】
1.一種三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)，包括電動(dòng)機(jī)外殼、電動(dòng)機(jī)定子鐵芯、電動(dòng)機(jī)定子繞組、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯、永磁體、電動(dòng)機(jī)軸、絕緣板和繞組轉(zhuǎn)換模塊，其特征是:三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)可以做成二檔或三檔電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的定子繞組在電動(dòng)機(jī)定子鐵芯360°機(jī)械角度的一個(gè)圓周內(nèi)依次均勻繞成若干相同的單元繞組，單元繞組的引線穿過(guò)絕緣板與轉(zhuǎn)換模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)，其特征是:絕緣板為圓形，其外緣開(kāi)孔，安裝在單元繞組端部與電動(dòng)機(jī)端蓋之間，轉(zhuǎn)換模塊安裝在絕緣板上并位于電動(dòng)機(jī)端蓋一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)，其特征是:三相永磁無(wú)刷二檔電動(dòng)機(jī)的定子繞組在電動(dòng)機(jī)定子鐵芯360°機(jī)械角度的一個(gè)圓周內(nèi)依次均勻繞制成2組相同的單元繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)，其特征是:三相永磁無(wú)刷三檔電動(dòng)機(jī)的定子繞組在電動(dòng)機(jī)定子鐵芯360°機(jī)械角度的一個(gè)圓周內(nèi)依次均勻繞制成4組相同的單元繞組。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)，其特征是:其定子鐵芯是12槽時(shí)轉(zhuǎn)子磁鋼為8極、10極或14極，定子鐵芯是18槽時(shí)轉(zhuǎn)子磁鋼為16極、20極，定子鐵芯是24槽時(shí)轉(zhuǎn)子磁鋼為16極、20極、22極、26極、28極或32極，定子鐵芯是30槽時(shí)轉(zhuǎn)子磁鋼為28極或32極，定子鐵芯是36槽時(shí)轉(zhuǎn)子磁鋼為34或38極，三相繞組的第二組單元繞組的尾端在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部連接在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)，其特征是:其定子鐵芯是12槽時(shí)轉(zhuǎn)子磁鋼為8極和14極，定子鐵芯是24槽時(shí)轉(zhuǎn)子磁鋼為16極、20極、28極和32極，三相繞組的第四組單元繞組的尾端在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部連接在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)，其特征是:所述三相永磁無(wú)刷變檔電動(dòng)機(jī)可以是中置電動(dòng)機(jī)，即內(nèi)轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，也可以是輪轂電動(dòng)機(jī)，即外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。
【文檔編號(hào)】H02K3/28GK204190519SQ201420253518
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】尹永河 申請(qǐng)人:廊坊市科成節(jié)能技術(shù)有限公司