[發明專利]一種電動車無刷直流電機

有效

• 申請號: 201710315550.6
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107070156B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 史立偉;韓永偉;王可;郭盈志;張學義
• 申請（專利權）人: 史立偉
• 主分類號: H02K29/03
• 分類號: H02K29/03;H02K3/12;H02K1/16;H02K1/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種電動車無刷直流電機，屬于電動車技術領域，包括定子鐵心、轉子鐵心、勵磁繞組、永磁體、電樞繞組和軸。其特征在于：所述無刷直流電機為內轉子結構，定子鐵心有12k個凸形的定子極，k為正整數；12k個定子極可分為6k對平行定子極，一對平行定子極上的兩個定子極的中心線互相平行；一對平行定子極的兩個定子極之間有電樞槽，相鄰兩對平行定子極之間有勵磁槽；勵磁槽在槽的底部有沿圓周方向凹進的凹陷；每對平行定子極上繞有勵磁繞組，每個定子極上都繞有集中式的電樞繞組。本發明的技術勵磁繞組與電樞繞組互相隔離，且其反電勢為正弦波，有效降低了傳統磁阻類電機的轉矩脈動。

技術領域

本發明涉及一種電動車無刷直流電機，屬于電動車技術領域。

背景技術

目前，永磁直流無刷電機利用半導體器件取代有刷直流電機中的機械換向器，結構簡單，運行可靠，沒有火花，電磁噪聲低，在中小功率的電動車上具有廣泛的應用。無刷直流電機定子繞組多做成三相對稱星形接法，其反電勢多為方波，因此可用直流經過逆變器換相后驅動。

相關的研究中，授權的中國發明專利：低速大轉矩永磁無刷電機的分數槽繞組ZL200510093634.7，涉及了磁極數P與鐵芯槽數Z及相數M和分布數Q滿足如下條件永磁無刷電機： 1)當分布數Q為奇數時，鐵芯槽數Z＝Q×M×K，磁極數P＝Z±K；其中K為自然數；2)當分布數Q為偶數時，鐵芯槽數Z＝Q×M×K，磁極數P＝Z±2K；其中 K為自然數。

另外，為了降低永磁直流無刷電機的成本，發明人還提出了一種電動車用低成本永磁無刷直流電機（授權專利號：ZL 2015101882812），通過提出新型的凸形軟鐵制成的假極和永磁磁鋼間隔排列粘結在轉子鐵心上組成一對極，來降低永磁電機的成本。

授權號為ZL2013100794514的發明專利：各相電感對稱的四相雙凸極無刷直流電機，四相電機擁有四相定子繞組，這種相數冗余的設計使得四相電機可以進一步提高電機的可靠性，以使電動車在故障后主動重構系統的軟硬件結構，在不損失性能或僅降低部分性能指標的情況下，使系統實現容錯運行。該專利提出了新型的12/9極結構和各相對稱的新型繞組配置方式。這與傳統的8/6極結構的電機（授權的發明專利CN201120430138.7：一種四相雙凸極電機）有著明顯的區別。

在此基礎上，發明人對多相雙凸極電機的極數和極弧系數進行了深入的研究，在《中國電機工程學報》2015年第七期發表了“多相電勵磁雙凸極發電機極數與極弧系數研究”的學術論文，指出定子極數和轉子極數之比應為m/(m+1)或m/(m-1)。

作為已有技術，傳統的雙凸極電機具有較大的轉矩脈動，其換向轉矩脈動產生的原理可見《中國電機工程學報》2011年第27期論文“基于半橋變換器的電 勵磁雙凸極電機角度優化控制策略”。隨著研究的深入，發明人發現前期提出的技術仍舊存在較大的換向轉矩脈動，因此急需研究一種換向轉矩脈動較小的電動車電機。

基于此，本發明提出一種反電勢為正弦波的電機以減小換向轉矩脈動，同時具備多相繞組以提高系統的可靠性。本發明的技術突破了原有雙凸極電機極數之比應為m/(m+1)或m/(m-1)這一技術偏見，因此具有創造性。

發明內容

本發明為解決傳統磁阻類電機換向轉矩脈動大等問題并提供一個四相高可靠性的可調節磁場的電機，本發明采取以下技術方案：

一種電動車無刷直流電機，包括定子鐵心、轉子鐵心、勵磁繞組、永磁體、電樞繞組和軸，其特征在于：

所述無刷直流電機為內轉子結構，轉子鐵心固定在軸上，轉子鐵心上有11k個均布的凸形轉子極，k為正整數；

所述定子鐵心有12k個凸形的定子極，12k個定子極分為6k對平行定子極，一對平行定子極上的兩個定子極的中心線互相平行；

一對平行定子極的兩個定子極之間有電樞槽，相鄰兩對平行定子極之間有勵磁槽，所述勵磁槽槽深大于電樞槽；