[發明專利]磁浮式輪轂電機

在審

• 申請號: 202011580313.0
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112910127A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 丁晨陽;姜龍濱;張陽
• 申請（專利權）人: 光華臨港工程應用技術研發（上海）有限公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K11/215;B62M7/12;B60K7/00
• 代理公司: 南京禾祁專利代理事務所(普通合伙) 32462
• 代理人: 黃天天

本發明公開了磁浮式輪轂電機，包括電機動子外殼、端面永磁體陣列、側面永磁體陣列、側面三相線圈陣列、端面三相線圈陣列、電機定子軸和霍爾傳感器，所述電機動子外殼一端面內壁均勻固定連接有端面永磁體陣列，所述電機動子外殼內側面一周固定連接有側面永磁體陣列，所述端面永磁體陣列與側面永磁體陣列之間設置有電機定子軸；本發明能夠實現六自由度運動，可以對電機動子位置進行更加靈活的調節；電磁場轉速和動子轉速保持一致，故電機的轉速穩定，使該電機具有良好的運動精度；此外，由于本磁浮式輪轂電機在運動過程中，定子和動子沒有直接接觸，無摩擦力，因此不存在摩擦引起的能量損耗。

技術領域

本發明涉及電機技術領域，具體為磁浮式輪轂電機。

背景技術

輪轂電機的最大特點就是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內，因此將電動車輛的機械部分大大簡化。輪轂電機省略了大量的傳動部件，讓車輛結構更簡單，采用輪轂電機驅動的車輛可以獲得更高的空間利用率，同時傳動效率也得到提高。輪轂電機可實現多種復雜的驅動方式，可以通過左右車輪的不同轉速甚至反轉實現類似履帶式車輛的差動轉向，大大減小車輛的轉彎半徑。

現有技術中傳統的輪轂電機無法實現磁懸浮功能，在運動過程中有摩擦能量損耗。傳統的輪轂電機只能實現繞軸轉動，只實現了一個自由度的運動，不能實現多自由度的運動，難以滿足特定情況下的性能要求。對于需要實現多自由度運動的場合下，傳統的輪轂電機顯然無法滿足要求。此外，傳統的輪轂電機定位精度低，難以實現高精度的定位功能。

發明內容

本發明的目的在于提供磁浮式輪轂電機，以解決上述背景技術中提出的傳統輪轂電機存在的摩擦能量損耗、單自由度運動、定位精度低的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：磁浮式輪轂電機，包括電機動子外殼、端面永磁體陣列、側面永磁體陣列、側面三相線圈陣列、端面三相線圈陣列、電機定子軸和霍爾傳感器，所述電機動子外殼一端面內壁均勻固定連接有端面永磁體陣列，所述電機動子外殼內側面一周固定連接有側面永磁體陣列，所述端面永磁體陣列與側面永磁體陣列之間設置有電機定子軸，所述電機定子軸靠近端面永磁體陣列一端沿圓周方向陣列設置有端面三相線圈陣列，所述電機定子軸側面一周陣列設置有側面三相線圈陣列，所述電機定子軸側面以及端面位于所述側面三相線圈陣列的內部固定連接有霍爾傳感器，所述電機定子軸側面以及端面位于所述端面三相線圈陣列的內部固定連接有霍爾傳感器，所述霍爾傳感器與電機控制器電性連接。

其中，所述端面永磁體陣列包含磁化方向為軸向的第一永磁體和磁化方向為軸向的第二永磁體，所述磁化方向為軸向的第一永磁體和所述磁化方向為軸向的第二永磁體的磁化方向相反，所述端面永磁體陣列按“磁化方向為軸向的第一永磁體、磁化方向為軸向的第二永磁體、磁化方向為軸向的第一永磁體、磁化方向為軸向的第二永磁體”順序周期重復排列。

其中，所述端面永磁體陣列還包含磁化方向為環向的第一永磁體和磁化方向為環向的第二永磁體，所述端面永磁體陣列按“磁化方向為軸向的第一永磁體、磁化方向為環向的第一永磁體、磁化方向為軸向的第二永磁體、磁化方向為環向的第二永磁體”順序周期重復排列。

其中，所述側面永磁體陣列包含磁化方向為徑向的第一永磁體和磁化方向為徑向的第二永磁體，所述磁化方向為徑向的第一永磁體和所述磁化方向為徑向的第二永磁體的磁化方向相反，所述側面永磁體陣列按“磁化方向為徑向的第一永磁體、磁化方向為徑向的第二永磁體、磁化方向為徑向的第一永磁體、磁化方向為徑向的第二永磁體”順序周期排列。

其中，所述側面永磁體陣列還包含磁化方向為環向的第三永磁體和磁化方向為環向的第四永磁體，所述側面永磁體陣列按“磁化方向為徑向的第一永磁體、磁化方向為環向的第三永磁體、磁化方向為徑向的第二永磁體、磁化方向為環向的第四永磁體”順序周期重復排列。

其中，所述側面三相線圈陣列有四個線圈子陣列，所述側面三相線圈陣列的每個線圈子陣列由3×n個線圈組成，所述n為正整數。