[實用新型]高性能車用直驅無刷直流電動機

無效

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• 申請日: 2000-02-22
• 公開（公告）號: CN2412788Y
• 公開（公告）日: 2001-01-03
• 發(fā)明（設計）人: 張士秀
• 申請（專利權）人: 張士秀
• 主分類號: B60L11/04
• 分類號: B60L11/04;H02K1/27
• 代理公司: 天津市專利事務所
• 代理人: 王融生

本實用新型屬于無刷直流電動機，特別涉及一種高性能車用直驅無刷直流電動機。

目前以電池為動力源，直接驅動車輛的無刷直流電動機，一般由外轉子和內定子組成。按永磁磁鋼安裝位置的不同，其結構形式主要有二種：一種是瓦形磁鋼安裝于轉子環(huán)內側，形成單磁鋼環(huán)。此種結構的電動機外轉子由電動機左、右端蓋、轉子環(huán)及安裝在轉子環(huán)內側的磁鋼環(huán)組成。瓦形磁鋼環(huán)平行于電動機中心軸，形成徑向磁場。內定子由定子鐵芯、繞組線圈、位置傳感器等組成。繞組線圈嵌入定子鐵芯中，線圈極數與磁鋼極數相等。外轉子與內定子通過軸承相結合，形成環(huán)形徑向氣隙，并繞中心軸轉動。為獲得高轉矩，電動機軸向尺寸及徑向尺寸應適中。另一種是平面圓弧形磁鋼安裝于左、右端蓋內側，形成雙平面磁鋼環(huán)。此種結構的電動機外轉子由電動機左、右端蓋及安裝在左、右端蓋內側的平面磁鋼環(huán)組成。平面磁鋼環(huán)垂直于電動機中心軸，形成軸向磁場。內定子由卷繞鐵芯、繞組線圈、位置傳感器等組成。繞組線圈嵌入卷饒鐵芯中，線圈極數與磁鋼極數相等。外轉子與內定子通過軸承相結合，形成環(huán)形軸向雙氣隙，并繞中心軸轉動。此種結構的電動機軸向尺寸小，徑向尺寸大，為園盤式外形，能夠獲得高轉矩，適合于驅動各種車輛。上述結構電動機中，由于內定子中含有定子鐵芯或卷繞鐵芯，使得鐵芯損耗無法消除，電動機效率較低；由于磁鋼極數與線圈極數相等，位置傳感器按間隔60°或120°布置，使得電動機超低速運轉波動大，轉速穩(wěn)定性差，抗沖擊載荷能力弱。

本實用新型的目的是提供一種高性能車用直驅無刷直流電動機，克服現有技術的缺點和不足。既能提高電機效率，又能增加轉速穩(wěn)定性。

本實用新型的目的是這樣實現的：

一種高性能車用直驅無刷直流電動機，由內定子和外轉子組成，其特征為：外轉子由左、右端蓋及粘貼在左、右端蓋內側凹槽內的平面磁鋼環(huán)組成；平面磁鋼環(huán)是由16塊N、S極相間隔的永磁磁鋼塊與16塊軟磁材料塊粘接復合形成并排列成磁環(huán)；電動機軸外有軸套，左、右端蓋通過軸承連接在電動機軸和軸套上，內定子固定在軸套上。

內定子是無鐵芯線繞盤式電樞；無鐵芯線繞盤式電樞是三相繞組星形聯(lián)接方式，A、B、C各相為對稱均布的的4極線圈繞組，三相共為12極線圈繞組，由環(huán)氧樹脂固化封裝為一體。

內定子上，還裝有三只HALL效應位置傳感器，每只以間距30度固定在定子電樞的支架上并接近子磁綱環(huán)，HALL效應位置傳感器連接固定在內定子上的圓環(huán)形電路控制板。

內定子上的圓環(huán)形電路控制板由軸套向外連接散熱器。

左、右端蓋采用殼狀多曲面結構，左、右端蓋通過螺栓固定成一整體，外圓可設置便于和輪輞相連的輻條孔。

本實用新型的優(yōu)點是：

1．效率高。由于外轉子采用了復合磁體結構，內定子采用了無鐵芯盤式電樞，三相繞組線圈采用了星形聯(lián)接方式且消除了互感損耗，控制方法采用了無刷直流電動機專用IC及PWM技術，使該型電動機效率明顯高于其它結構的電動機，其效率＞85％。

2．轉速穩(wěn)定性好。由于采用了定轉子極數不相等的方式及小角度HALL效應位置傳感器，使該結構電動機在外轉子運轉一周的過程中，位置傳感器工作8個周期，盤式電樞工作8個周期，因而極大地增加了轉速的穩(wěn)定性，轉速波動性極小，波動率＜10％，提高了電動機的抗沖擊載荷的能力。

3．高轉矩。在按電動機外徑最小參考公式確定電動機的幾何尺寸情況下，仍可獲得比其它形式的電動機至少高出15％的轉矩。

4．功能強。由于采用了無刷直流電動機專用IC，使該電動機具有正反轉功能、剎車斷電功能、過流保護功能、低壓保護功能、過熱保護功能。如附加其它功能電路，則容易實現助力運轉功能、限速運轉功能、及爬坡所需的更大轉矩功能。

5．外形流暢美觀，具有廣泛的適用性。由于采用了高強度多曲面外殼，使該電動機外形流暢美觀。該電動機能夠直接驅動各種車輛，可容易地應用在電動自行車、助力車、電驅動等車輛上，具有廣泛的使用性。

6．高可靠、長壽命、免維護，并實現了機電一體化結構。該電動機內無機械接觸摩擦，各部件不需維護，機械、電氣部件可靠性高，長壽命。磁鋼固定牢固，不易脫落。圓環(huán)型電路控制板安裝在電動機內，實現了機電一體化。

下面結合附圖說明實施例：

圖1是高性能車用直驅無刷直流電動機結構剖視圖

圖2是高性能車用直驅無刷直流電動機轉子軟磁材料塊環(huán)示意圖

圖3是高性能車用直驅無刷直流電動機轉子軟磁材料塊示意圖

圖4是高性能車用直驅無刷直流電動機轉子永磁磁綱塊環(huán)示意圖