一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)，由軸承、軸、輪轂、定子鐵心、永磁體、電樞繞組、定子極、轉(zhuǎn)子極和輪轂蓋組成。輪轂和輪轂蓋可繞軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)。呈圓盤式的定子鐵心固定在軸的中間，定子鐵心與輪轂蓋相對的端面依次固定有永磁體和定子極。每個(gè)定子極上繞有電樞繞組。輪轂蓋朝向定子極的內(nèi)壁固定有沿軸向凸出的轉(zhuǎn)子極。本發(fā)明的技術(shù)永磁體和電樞繞組皆位于定子上，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠；定轉(zhuǎn)子之間接觸面大，因此可導(dǎo)通的最大磁通量大，電機(jī)功率高；實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)電機(jī)和輪轂的一體化設(shè)計(jì)，省掉了減速器，傳動(dòng)效率高。
【專利說明】
_種輪穀式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)，屬于汽車電器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]輪轂電機(jī)是未來的電動(dòng)汽車最核心部件之一，其最大的特點(diǎn)就是將驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置都整合到輪轂內(nèi)，省略了離合器、變速器、傳動(dòng)軸、差速器、分動(dòng)器等傳動(dòng)部件。隨著消費(fèi)者對新能源汽車的日益關(guān)注，輪轂電機(jī)技術(shù)也將走入人們的視野，并導(dǎo)致輪轂電機(jī)的需求爆發(fā)增長。
[0003]新能源車型無論是純電動(dòng)還是燃料電池電動(dòng)車，或是增程電動(dòng)車，都可以用輪轂電機(jī)作為主要驅(qū)動(dòng)力，即便是混合動(dòng)力車型，也可以用輪轂電機(jī)作為起步或者急加速時(shí)助力。因此，輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)將是未來新能源車最具前景的底盤技術(shù)。
[0004]國外輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是以輪胎生產(chǎn)商或汽車零部件生產(chǎn)商為代表的研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的集成化電動(dòng)系統(tǒng);二是整車生產(chǎn)商與輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)生產(chǎn)商聯(lián)合開發(fā)的電動(dòng)汽車。而在我國國內(nèi)對于輪轂電機(jī)的研究多集中于高校，產(chǎn)品均為電動(dòng)汽車，與此同時(shí)，自主品牌汽車廠商也紛紛推出了自己的輪轂電機(jī)技術(shù)產(chǎn)品
在相近的專利中，有東南大學(xué)獲得授權(quán)的專利:一種雙定子盤式混合勵(lì)磁電機(jī)，專利號(hào):201310301385.0，提出了一種包括12個(gè)U形定子鐵心的盤式混合勵(lì)磁電機(jī)，該U形定子鐵心和永磁體(4)交替放置構(gòu)成定子圓盤，永磁體沿圓周方向交替充磁。
[0005]授權(quán)號(hào)為201010190582.6的發(fā)明專利申請:電動(dòng)自行車輪轂，提出了一種用外定子內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電動(dòng)輪轂，該電動(dòng)輪轂的定子固定在輪轂外殼內(nèi)壁上并可隨輪轂外殼一同旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子與行星輪減速機(jī)構(gòu)相連。
[0006]專利號(hào)為201110182371.2的授權(quán)發(fā)明專利:一種電動(dòng)輪轂，提出了一種包括同軸線設(shè)置的電機(jī)和組合結(jié)構(gòu)的輪轂、主要用于支撐電機(jī)和輪轂的同軸線設(shè)置且相互固定的第一半軸和第二半軸、用于將電機(jī)動(dòng)力傳遞給輪轂的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)輪轂。該齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有兩擋位電控?fù)Q擋裝置，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。
[0007]目前
【申請人】尚未檢索到有關(guān)使用具有盤式結(jié)構(gòu)的徑向永磁勵(lì)磁的輪轂式電機(jī)的報(bào)道。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了永磁體和電樞繞組皆位于定子上的輪轂式電機(jī)設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠;盤式電機(jī)可有效利用輪轂直徑大、軸向長度短的特點(diǎn)，提高輪轂電機(jī)的功率;且定轉(zhuǎn)子之間接觸面大，因此電機(jī)比功率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了發(fā)明一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)，實(shí)現(xiàn)可靠地高功率密度的驅(qū)動(dòng)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)，其特征在于:
由軸承(I)、軸(2)、輪轂(3)、定子鐵心(4)、永磁體(6)、電樞繞組(7)、定子極(8)、轉(zhuǎn)子極(9)和輪轂蓋(10)組成；
呈圓盤式的定子鐵心(4)固定在軸(2)的中間，兩個(gè)軸承(I)的內(nèi)圈分別固定在軸(2)的兩端，兩個(gè)軸承(I)的外圈分別固定在輪轂(3)和輪轂蓋(10)的中心孔內(nèi)，在軸承(I)的作用下，輪轂(3)和輪轂蓋(1)可繞軸(2)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)；
定子鐵心(4)與輪轂蓋(1)相對的端面依次固定有永磁體(6)和定子極(8)，永磁體(6)和定子極(8)的端面形狀相同且皆呈扇環(huán)形，永磁體(6)沿軸向充磁；
沿圓周方向上每三個(gè)永磁體(6)的充磁方向相同，相鄰三個(gè)永磁體(6)的充磁方向相反；
定子極(8)沿軸向凸出，每個(gè)定子極(8)上繞有電樞繞組(7);電樞繞組(7)的引線從軸
(2)的中心孔穿出；
相同方向充磁的永磁體(6)對應(yīng)的電樞繞組(7)繞向相同，電樞繞組(7)可根據(jù)相位不同分為三相；
輪轂蓋(10)朝向定子極(8)的內(nèi)壁固定有沿軸向凸出的轉(zhuǎn)子極(9)，轉(zhuǎn)子極(9)的端面也呈扇環(huán)形；
定子鐵心(4)、定子極(8)、轉(zhuǎn)子極(9)和輪轂蓋(10)由導(dǎo)磁材料制成。
[0010]如上所述的一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)，其特征在于:定子極(8)的極數(shù)為6N，轉(zhuǎn)子極的極數(shù)為4N或8N。
[0011 ]如上所述的一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)，其特征在于:相鄰的相同充磁方向的三個(gè)永磁體(6)之間的間隙為零，即可用整體式永磁體(6)取代相鄰的相同充磁方向的三個(gè)永磁體(6)。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:
⑴有效的實(shí)現(xiàn)了輪轂和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的集成，減小了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的體積和重量；
⑵轉(zhuǎn)子無永磁體和勵(lì)磁繞組，減小了永磁體受沖擊退磁的可能性。
[0013]⑶電樞繞組與勵(lì)磁繞組都采用集中繞組，端部較短，銅耗較小。。
[0014]⑷盤式電機(jī)的軸向尺寸較小，很適合應(yīng)用作嚴(yán)格要求薄型安裝的輪轂驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0015](5)永磁體軸向勵(lì)磁，輸出的磁通量大，電機(jī)功率密度高。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)的縱剖圖。其中:1、軸承，2、軸，3、輪轂，4、定子鐵心，5、引線，6、永磁體，7、電樞繞組，8、定子極，9、轉(zhuǎn)子極，10、輪轂蓋。
[0017]圖2是本發(fā)明一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)定子繞組側(cè)視圖，其中:2、軸，4、定子鐵心，7、電樞繞組，8、定子極。
[0018]圖3為本發(fā)明一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)永磁體側(cè)視圖，其中:2、軸，4、定子鐵心，6、永磁體。
[0019]圖4為本發(fā)明一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子極側(cè)視圖，其中:2、軸，9、轉(zhuǎn)子極，10、輪轂蓋。
[°02°]圖5為本發(fā)明一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)三個(gè)相鄰相同方向充磁的永磁體合為一個(gè)永磁體的示例圖。其中，2、軸，4、定子鐵心，6、永磁體。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]圖1是本發(fā)明一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)的縱剖圖。
[0023]由軸承(I)、軸(2)、輪轂(3)、定子鐵心(4)、永磁體(6)、電樞繞組(7)、定子極(8)、轉(zhuǎn)子極(9)和輪轂蓋(10)組成；
呈圓盤式的定子鐵心(4)固定在軸(2)的中間，兩個(gè)軸承(I)的內(nèi)圈分別固定在軸(2)的兩端，兩個(gè)軸承(I)的外圈分別固定在輪轂(3)和輪轂蓋(10)的中心孔內(nèi)，在軸承(I)的作用下，輪轂(3)和輪轂蓋(1)可繞軸(2)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)；
定子鐵心(4)與輪轂蓋(1)相對的端面依次固定有永磁體(6)和定子極(8)，永磁體(6)和定子極(8)的端面形狀相同且皆呈扇形，永磁體(6)沿軸向充磁；
定子極(8)沿軸向凸出。電樞繞組(7)的引線從軸(2)的中心孔穿出；
輪轂蓋(10)朝向定子極(8)的內(nèi)壁固定有沿軸向凸出的轉(zhuǎn)子極(9)，轉(zhuǎn)子極(9)的端面也呈扇形。
[0024]定子鐵心(4)、定子極(8)、轉(zhuǎn)子極(9)和輪轂蓋(10)由導(dǎo)磁材料制成。
[0025]圖2是本發(fā)明一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)定子繞組側(cè)視圖。
[0026]每個(gè)定子極(8)上繞有電樞繞組(7)。相同方向充磁的永磁體(6)對應(yīng)的電樞繞組
(7)繞向相同，電樞繞組(7)可根據(jù)相位不同分為三相。
[0027]圖3為本發(fā)明一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)永磁體側(cè)視圖。
[0028]如上所述的一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)的實(shí)施例，其定子極(8)的極數(shù)為6N，N為自然數(shù)。本實(shí)施例中，N=2。
[0029]永磁體(6)和定子極(8)的端面形狀相同且皆呈扇形，永磁體(6)沿軸向充磁。
[°03°] 沿圓周方向上每三個(gè)永磁體(6)的充磁方向相同，相鄰三個(gè)永磁體(6)的充磁方向相反。
[0031 ]圖4為本發(fā)明一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子極側(cè)視圖。
[0032]—種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子極(9)的端面也呈扇形。
[0033]如上所述的一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)的實(shí)施例，其定子極(8)的極數(shù)為6N，轉(zhuǎn)子極的極數(shù)為4N。本實(shí)施例中，N=2。
[0034]圖5為本發(fā)明一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)工作原理圖。
[0035]相鄰的相同充磁方向的三個(gè)永磁體(6)之間的間隙為零，用整體式永磁體(6)取代相鄰的相同充磁方向的三個(gè)永磁體(6)。
[0036]下面對本發(fā)明提出的兩相電勵(lì)磁雙凸極電動(dòng)天窗驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行工作原理的說明。
[0037]如果忽略局部飽和，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，定子凸極和轉(zhuǎn)子凸極的重疊面積發(fā)生變化，它的磁阻也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而改變流過各個(gè)定子凸極的磁通比例，磁鏈的周期變化，就會(huì)在定子側(cè)的電樞繞組中感應(yīng)出空載反電動(dòng)勢。
[0038]控制器控制三相橋式變換器給反電動(dòng)勢為正的一相繞組通正向電流，則該繞組可以產(chǎn)生正的轉(zhuǎn)矩;給反電動(dòng)勢為負(fù)的一相繞組通負(fù)向電流正向電流，則該繞組也可以產(chǎn)生正的轉(zhuǎn)矩。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)，其特征在于: 由軸承(I)、軸(2)、輪轂(3)、定子鐵心(4)、永磁體(6)、電樞繞組(7)、定子極(8)、轉(zhuǎn)子極(9)和輪轂蓋(10)組成； 呈圓盤式的定子鐵心(4)固定在軸(2)的中間，兩個(gè)軸承(I)的內(nèi)圈分別固定在軸(2)的兩端，兩個(gè)軸承(I)的外圈分別固定在輪轂(3)和輪轂蓋(10)的中心孔內(nèi)，在軸承(I)的作用下，輪轂(3)和輪轂蓋(1)可繞軸(2)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)； 定子鐵心(4)與輪轂蓋(1)相對的端面依次固定有永磁體(6)和定子極(8)，永磁體(6)和定子極(8)的端面形狀相同且皆呈扇環(huán)形，永磁體(6)沿軸向充磁； 沿圓周方向上每三個(gè)永磁體(6)的充磁方向相同，相鄰三個(gè)永磁體(6)的充磁方向相反； 定子極(8)沿軸向凸出，每個(gè)定子極(8)上繞有電樞繞組(7);電樞繞組(7)的引線從軸(2)的中心孔穿出； 相同方向充磁的永磁體(6)對應(yīng)的電樞繞組(7)繞向相同，電樞繞組(7)可根據(jù)相位不同分為三相； 輪轂蓋(10)朝向定子極(8)的內(nèi)壁固定有沿軸向凸出的轉(zhuǎn)子極(9)，轉(zhuǎn)子極(9)的端面也呈扇環(huán)形； 定子鐵心(4)、定子極(8)、轉(zhuǎn)子極(9)和輪轂蓋(10)由導(dǎo)磁材料制成。2.如權(quán)利要求1所述的一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)，其特征在于:定子極(8)的極數(shù)為6N，轉(zhuǎn)子極的極數(shù)為4N或8N，N為自然數(shù)。3.如權(quán)利要求1所述的一種輪轂式軸向勵(lì)磁永磁電機(jī)，其特征在于:相鄰的相同充磁方向的三個(gè)永磁體(6)之間的間隙為零，即可用整體式永磁體(6)取代相鄰的相同充磁方向的三個(gè)永磁體(6)。
【文檔編號(hào)】H02K21/04GK105896861SQ201610256110
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】史立偉, 張洪信, 肖東, 張學(xué)義, 葛文慶, 馬超
【申請人】山東理工大學(xué)