CN100488010C - 电动车辆的磁浮马达 - Google Patents

Abstract

电动车辆的磁浮马达，其设有转子总成、电磁极组及回路控制单元，转子总成上设有永久磁石，电磁极组由数个产生磁极的磁极线圈组成，该磁极线圈设有一由高导磁陶瓷或高导磁矽钢片所组成的导磁线圈座，回路控制单元设有位置感测器及回路控制器，位置感测器对正位置侦测孔的几何中心时，磁极线圈恰对正永久磁石，位置感测器与磁极线圈的线路均与回路控制器相接，其利用耗电量小的电磁线圈与强力永久磁石相互作用的原理，可大幅度减少电瓶电力的消耗，增加电动车辆的持续行程，不污染环境，使用效果理想。

Description

电动车辆的磁浮马达

技术领域

本发明涉及车辆驱动装置，尤其涉及一种电动车辆的磁浮马达。

背景技术

当前，人们的环保意识逐步增强，电动车辆也渐渐广为人们所接受，由于其可以减少汽油的使用量，自然也就减少了对环境的污染，因此，电动车辆值得加以推广。目前，电动车辆主要有电动脚踏车、电动机车和电动汽车，这些电动车辆的动力来源是以电瓶的电力供给电动马达，使之转动以驱动车辆行进。但是，这种习用的电动马达在使用时存在以下的缺点：1、电动马达的转速单纯依靠电瓶供给的电力大小进行控制，故，在长时间快速行驶的状况下，势必加速电瓶电力消耗的速度，车辆持续行驶的时间较短。2、为增加车辆的持续行驶能力，有人设计在电动车辆上增设两个以上的电瓶，可是，这样必然增加了车辆的重量负担，无形中又加速了电瓶电力的损耗。

发明内容

本发明的目的是为克服习用电动车辆电动马达存在的上述缺点，而提供一种电动车辆的磁浮马达，大大降低车辆电池电力的消耗，符合环境保护的要求。

为解决上述的技术问题，本发明采取如下技术方案。

一种电动车辆的磁浮马达，其特征在于，设有转子总成、电磁极组及回路控制单元，其中，所述转子总成为一圆形盘体上设有一组以上相邻两永久磁石的中心夹角相等的永久磁石，圆形盘体为一可转动的转盘，转盘的一面凿设一圈内凹的环槽，所述环槽上设置一导磁板并置入一深度，该导磁板上铺设一组以上N极和S极的永久磁石，该永久磁石成异极相邻而同极相对排列，压板从两异极磁石之间压住，各磁石的下方及各磁石外形对称线的同一侧，设有穿过转盘的位置侦测孔，N极侦测孔和S极侦测孔分别排列在不同的同心圆上，各位置侦测孔长度从永久磁石延长边起始，在永久磁石对称线前终止；电磁极组由数个产生磁极的磁极线圈组成，该磁极线圈设有由高导磁陶瓷或高导磁矽钢片所组成的导磁线圈座，该导磁线圈座端部外形向中央收束，导磁线圈座以同一方向圈绕包覆漆包线而构成一磁极线圈，使与永久磁石数目相同的磁极线圈均垂直地螺纹结合于一壳体上，并使各磁极线圈与一永久磁石相对应；回路控制单元，设有位置感测器及一回路控制器，其中位置感测器分别位于位置侦测孔所排列形成的两个同心圆前方，位置感测器对正位置侦测孔的几何中心时，磁极线圈恰对正永久磁石，位置感测器与磁极线圈的线路均与回路控制器相接。

前述的电动车辆的磁浮马达，其中当位置感测器对正N极位置侦测孔时，位置感测器上方与磁极线圈对正的永久磁石为N极永久磁石，当位置侦测器对正S极位置侦测孔时，位置感测器上方与磁极线圈对正的永久磁石为S极永久磁石。

前述的电动车辆的磁浮马达，其中位置感测器为霍尔集成电路片，在侦测孔设置磁石。

前述的电动车辆的磁浮马达，其中转子总成和电磁极组位于机车轮框上，该轮框的中央轮鼓分隔成两半部，轮鼓内面设有一耐磨材质的摩擦面，一离合器装设在转子总成靠轮鼓的一侧并置入轮鼓内，一轮框轴心依序穿过支架、电磁极组的壳体、转子总成、离合器、轮鼓、掣动器，并且两端通过螺帽锁紧。

前述的电动车辆的磁浮马达，其中掣动器为碟式，或为鼓式。

前述的电动车辆的磁浮马达，其中机车轮框轴心与转子总成的轴心为偏置的方式，轮框的中央轮鼓内围设有平行齿轮，转子总成的轴心端架设一传动离合齿轮，该传动离合齿轮恰靠合在平行齿轮的一内侧，传动离合齿轮设有数个凹孔，所述凹孔的形状是由一小弧度的弧形与一大弧度的弧形间跨设一切线所形成，各凹孔内设置簧片及一圆销。

前述的电动车辆的磁浮马达，其中转子总成及电磁极组位于内外两层的壳体内，其中，壳体的内层设有一旋轴，旋轴两端设有止推轴承，由固定在壳体的内层上的顶针分别从两端将旋轴定位住并使其自由旋转，该旋轴上设置转子总成，转盘的另一面也设一圈内凹的环槽，所述环槽上设置一导磁板，并置入一深度，转盘的两面均设置有所述永久磁石，旋轴中央还设有一圈与设在内壳延伸体上的同极磁石相互排斥的永久磁石，电磁极组设在壳体的内壳延伸体上与转盘上的所述永久磁石相对应设置，旋轴一端设有主动齿轮，与一传动轴的从动齿轮啮合；壳体的外层内固定设置壳体的内层，该壳体的外层与壳体的内层之间保持一通畅的间隙。

前述的电动车辆的磁浮马达，其中壳体的外层外部披覆有保持温度的披覆隔热材料。

为解决上述的技术问题，本发明还可采取如下技术方案：

一种电动车辆的磁浮马达，其特征在于，设有转子总成、电磁极组及回路控制单元，其中，所述转子总成为一圆形盘体上设有一组以上相邻两永久磁石的中心夹角相等的永久磁石，圆形盘体为一可转动的转盘，转盘的两面均凿设一圈内凹的环槽，所述环槽上设置一导磁板并置入一深度，该导磁板上铺设一组以上N极和S极的永久磁石，该永久磁石成异极相邻而同极相对排列，压板从两异极磁石之间压住，所述转子总成位于脚踏车轮框上，所述压板固定在所述导磁板及轮框上，并在各磁石的上方及各磁石外形对称线的同一侧设有穿过轮框的所述N极和S极的永久磁石位置侦测孔，N极侦测孔和S极侦测孔分别排列在不同的同心圆上，各位置侦测孔长度从永久磁石延长边起始，在永久磁石对称线前终止；电磁极组由数个产生磁极的磁极线圈组成，该磁极线圈设有由高导磁陶瓷或高导磁矽钢片所组成的导磁线圈座，该导磁线圈座端部外形向中央收束，导磁线圈座以同一方向圈绕包覆漆包线而构成一磁极线圈，永久磁石的数目与磁极线圈的数目相等，并使各磁极线圈与一永久磁石相对应；轮框两侧分别设有一组所述电磁极组，一圆形罩体的壳体将转子总成包覆保护住，该壳体供磁极线圈垂直地螺纹结合固定，并使各磁极线圈与一永久磁石相对应；回路控制单元，设有位置感测器及一回路控制器，其中位置感测器分别位于位置侦测孔所排列形成的两个同心圆前方，位置感测器对正位置侦测孔的几何中心时，磁极线圈恰对正永久磁石，位置感测器与磁极线圈的线路均与回路控制器相接，位置感测器及电磁极组的电流方向均由回路控制器控制；该磁浮马达装置在前轮或后轮。

本发明结构设计科学合理，其消耗能量少，不污染环境，使用方便，效果理想，达到预期的设计目的。

附图说明

图1为本发明转子总成的组合结构示意图。

图2为本发明电磁极组组合结构示意图。

图3a为本发明转子总成部分结构示意图。

图3b为本发明转子总成结构剖视示意图。

图3c为本发明电磁极组及相关构件位置关系示意图。

图4为本发明回路控制器的控制流程示意图。

图5a为本发明实施状态示意图。

图5b为图5a所示动作原理示意图。

图6a为本发明另一实施状态示意图。

图6b为图6a所示动作原理示意图。

图7a为本发明又一实施状态示意图。

图7b为图7a所示动作原理示意图。

图8a为本发明再一实施状态示意图。

图8b为图8a所示动作原理示意图。

图9a为本发明第一实施例位置侦测孔及永久磁石配置示意图。

图9b为本发明第一实施例局部剖面示意图。

图10a为本发明第二实施例碟式掣动器及相关构件配置示意图。

图10b为本发明第二实施例鼓式掣动器及相关构件配置示意图。

图11a为本发明第二实施例另一形式离合器结构示意图。

图11b为图11a所示的传动离合齿轮局部结构示意图。

图12为本发明第三实施例结构示意图。

图13为本发明回路控制器电路示意图。

具体实施方式

电动车辆的磁浮马达，其设有一转子总成1、一电磁极组2及一回路控制单元，其中，参阅图1、图3a、图3b所示，所述转子总成1为一圆形盘体上设有一组以上相等角度的永久磁石，该圆形盘体为一可转动的转盘11，其中心部位设有供一心轴12穿过的穿孔111，穿孔111的两侧分别设有一轴承13，该转盘11靠外环的盘面凿设有一圈内凹的环槽112，该环槽112具有一适当深度并设置一导磁板14，导磁板14相等角度的位置设有数个穿孔141，穿孔141直至转盘本体而成为盲孔，盲孔部分设有内螺纹113；该导磁板14上铺设一组以上N极和S极的永久磁石，该永久磁石成异极相邻而同极相对的方式排列，压板16从两异极磁石之间压住，通过螺丝17穿过压板16的穿孔螺固在转盘11的内螺纹113并将永久磁石15固定住，该永久磁石15分为N极磁石和S极磁石，两者外形两侧平行，其上下端外形与环槽112相符合，其侧边造型为由上向下斜出的正斜边151，其中N极磁石外形和厚度分别大于S极磁石，上述压板16的外形为一扇形，其上下端外形与环槽112相符合，左右侧恰与两异极磁石外形靠合，其侧边造型为由上向下斜入的反斜边162，各压板将各磁石压制固定时，恰好可将环槽112布满。参阅图3a、3b所示，各磁石的下方及其外形对称线的同一侧设有一穿过转盘的位置侦测孔114，N极位置侦测孔和S极位置侦测孔分别排列在不同的同心圆上，且各位置侦测孔的长度是从永久磁石延长线一边起始，到永久磁石对称线前终止。

参阅图2、图3c所示，所述电磁极组2由数个产生磁极的磁极线圈21组成，该磁极线圈21设有一由高导磁陶瓷或高导磁矽钢片所组成的导磁线圈座211，该导磁线圈座211端部外形向中央收束，座体213设有供螺固的螺孔214，在导磁线圈座以同一方向圈绕包覆漆包线215而构成一磁极线圈21，以与永久磁石15数目相同的磁极线圈21相等角度的螺纹结合于一壳体22，并使各磁极线圈与一永久磁石相对应，上述的壳体22为一圆形罩体，可将转子总成1包覆住，供螺纹结合固定磁极线圈21，并通过其而固定在支架上。

参阅图5a所示，所述回路控制单元，设有一位置感测器31及一回路控制器，其中位置感测器31至少设有一个，分别位于位置侦测孔114所排列形成的两个同心圆前方，当位置感测器31对正位置侦测孔114的几何中心时，一磁极线圈21恰对正永久磁石15，该位置感测器31与磁极线圈21的线路均与回路控制器相接，并由回路控制器统一控制，此外，位置感测器也可为霍尔(HaLLIC)，而在侦测孔改设置磁石。

将上述组件组成后，假设外圈位置侦测孔114为N极磁石位置侦测孔，内圈位置侦测孔114则为S极磁石位置侦测孔，当位置感测器31对正N极位置侦测孔114时，上方与磁极线圈21对正的永久磁石15即为N极永久磁石，同理，当位置感测器31对正S极位置侦测孔114时，上方与磁极线圈21对正的永久磁石15即为S极永久磁石；在马达电源开启时，该回路控制器先发出微弱电压，使磁极线圈21产生具有极性的磁力，使异极的永久磁石靠近得到定位(图5a、图5b所示)，在转子总成1定位的情况下，开启电源传送正常工作电压时，若位置感测器31感测出目前前方为N极磁石时，此时所有N极磁石正前方的磁极线圈21产生N极的磁力，所有S极磁石正前方的磁极线圈21则产生S极的磁力，使磁极线圈21的磁力与永久磁石的磁力相斥，驱使转子总成1转动；参阅图6a、图6b所示，当位置感测器31超出位置侦测孔114的范围时，回路控制器即停止对各磁极线圈加送电压，利用极限线圈残余的磁性可以吸引转子总成1继续转动；参阅图7a、图7b所示，当位置感测器31进入位置侦测孔114的范围而感测出靠近的永久磁石为S极磁石时，回路控制器便对各磁极线圈推送反相的电压，由于电压延迟的关系，此时磁极线圈尚未产生完整磁性；参阅图8a、图8b所示，直至永久磁石到达磁极线圈前方时，所有S极磁石即所有S极磁石正前方的磁极线圈21则产生同极性的电磁力，所有N极磁石正前方的磁极线圈21则产生N极的磁力，两两互斥之下，再使转子总成1继续转动，在磁极线圈21的磁性相交转变及永久磁石相互的作用之下，使转子总成1继续地动作并加快其转动速率；当转子总成1的转动速率达到一定的转速时，回路控制器使一个位置感测器31停止工作，即若仅N极位置感测器31工作，当N极永久磁石靠近时，仅加送相对于N极磁石前的磁极线圈的电压，以推送N极磁石帮助转动；在关闭电源的情况下，回路控制器停止供应正常工作电压，并发送一微量固定相极的电压，以吸引异极的永久磁石靠近定位。

参阅图9a、图9b所示，本发明电动车辆的磁浮马达应用于脚踏车时，其转子总成1位于脚踏车轮框4上，一组以上的N极和S极的永久磁石15以相等角度排列在轮框的导磁板上，用压板16固定在导磁板14上，并在各磁石的上方及其外形对称线的同一侧设有一穿过轮框4的N极和S极的位置侦测孔114，并分别排列在不同的同心圆上，且各位置侦测孔的长度从永久磁石延长线边起始，到永久磁石对称线前10度终止，为增加动力，可在轮框4两侧分别设有一组电磁极组2，该轮轴轴心42穿过电磁极组2的壳体22并由两端旋紧螺帽43，支架5上突出设有一螺栓座51，并利用螺栓52穿过螺栓座51而螺固住壳体22，位置感测器31及电磁极组2的电流方向均由回路控制器控制；该磁浮马达可装置在前轮或后轮。

参阅图10a、图10b所示，本发明的电动车辆的磁浮马达应用于机车时，其轮框6的外围为轮胎61，转子总成1和电磁极组2位于机车轮框上，该轮框的中央轮鼓62分隔成两半部，轮鼓62内面设有一耐磨材质的摩擦面621，一离合器63装设在转子总成1靠轮鼓6

2一侧并置入轮鼓内，一掣动器8，可为碟式(图10a所示)或鼓式(图10b所示)，一轮轴轴心611依序穿过支架7、电磁极组2的壳体22、转子总成1、离合器63、轮鼓62、掣动器8，并由两端通过螺帽612锁紧，而构成一完整的电动磁浮马达驱动结构，支架7上突出设有一螺栓座71，利用螺栓72穿过螺栓座71而螺固住壳体2

2；骑乘时，开启电源传送正常的工作电压，转子总成1转速达到某一速率，离合器63的摩擦片631被甩出，使转子总成1与轮鼓62结合并带动轮胎向前行进，达到驱使功效；位置感测器31及电磁极组2的电流方向均由回路控制器控制；上述结构可装置在前轮或者后轮，也可以前后轮均装置。

参阅图11a、图11b所示，上述实施例的另一离合装置，其轮框6轴心与转子总成1的轴心为偏置的方式，轮框6的轮鼓62内围设有平行齿轮65，转子总成1轴心端架设一传动离合齿轮64，该传动离合齿轮64靠合在平行齿轮65的一内侧，传动齿轮644设数个凹孔645，该凹孔645的形状是由一小弧与一大弧间跨设一切线所形成，各凹孔645内设置簧片643及一圆销642，当衬筒641由转子总成1的轴心带动以逆时针旋转时，圆销642因摩擦力的作用，向凹孔的小弧移动并产生一夹持力，使轴心可以带动传动齿轮644，反之，当轮鼓62转动速度比传动齿轮644快时，圆销642向大弧方向移动，该圆销642失去夹持力，使衬筒641与传动齿轮644失去连结性，以达到离合的效果。

参阅图12所示，本发明的电动车辆的磁浮马达应用于汽车时，为降低线圈的磁阻和提高磁极线圈产生的电磁力，本实施例采用深冷的液体作为辅助媒体，所述转子总成1’、电磁极组2’及传动机构等构件装设在一壳体的内层91内，一壳体的外层92内固定该壳体的内层91，壳体的外层92与壳体的内层91之间保持一个通畅的间隙，深冷液体由其中一端进入，再由另一端流出，以达到降低壳体的内层91内部构件温度的目的，壳体的外层92外部披覆有保持温度不易散失的披覆隔热材料；上述转子总成1’设在一旋轴931上，旋轴931两端设有止推轴承932，由固定在壳体的内层91上的顶针95分别从两端将旋轴931定位住并可使其自由旋转，旋轴931中央设有一圈永久磁石，与设在壳体的内层延伸体911的同极磁石相互排斥，旋轴931上设置一组以上转子总成1’，另在转盘11的两面均设置有永久磁石，一组以上的电磁极组2’设在壳体的内层延伸体911上与永久磁石成一相对位置，相邻的磁极线圈21’，其导磁线圈座可成一体；当磁极线圈21’与永久磁石15’作用使旋轴转动后，其所产生的动力由设在旋轴一端的主动齿轮96传至设在输出轴98的从动齿轮97，并由输出轴98将动力输出；由于深冷液体具有增强电磁效应的功效，加上可增设多组电磁极组及转子总成，所以可产生足够的动力，达到供给汽车动力的目的。

本发明的电动车辆的磁浮马达，利用耗电量小的电磁线圈与强力永久磁石相互作用的原理，可以大幅度减少电瓶电力的消耗，增加电动车辆的持续行程，不污染环境，使用效果理想。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1、一种电动车辆的磁浮马达，其特征在于，设有转子总成、电磁极组及回路控制单元，其中，所述转子总成为一圆形盘体上设有一组以上相邻两永久磁石的中心夹角相等的永久磁石，圆形盘体为一可转动的转盘，转盘的一面凿设一圈内凹的环槽，所述环槽上设置一导磁板并置入一深度，该导磁板上铺设一组以上N极和S极的永久磁石，该永久磁石成异极相邻而同极相对排列，压板从两异极磁石之间压住，各磁石的下方及各磁石外形对称线的同一侧，设有穿过转盘的位置侦测孔，N极侦测孔和S极侦测孔分别排列在不同的同心圆上，各位置侦测孔长度从永久磁石延长边起始，在永久磁石对称线前终止；

电磁极组由数个产生磁极的磁极线圈组成，该磁极线圈设有由高导磁陶瓷或高导磁矽钢片所组成的导磁线圈座，该导磁线圈座端部外形向中央收束，导磁线圈座以同一方向圈绕包覆漆包线而构成一磁极线圈，使与永久磁石数目相同的磁极线圈均垂直地螺纹结合于一壳体上，并使各磁极线圈与一永久磁石相对应；

回路控制单元，设有位置感测器及一回路控制器，其中位置感测器分别位于位置侦测孔所排列形成的两个同心圆前方，位置感测器对正位置侦测孔的几何中心时，磁极线圈恰对正永久磁石，位置感测器与磁极线圈的线路均与回路控制器相接。

2、根据权利要求1所述的电动车辆的磁浮马达，其特征在于，当位置感测器对正N极位置侦测孔时，位置感测器上方与磁极线圈对正的永久磁石为N极永久磁石，当位置侦测器对正S极位置侦测孔时，位置感测器上方与磁极线圈对正的永久磁石为S极永久磁石。

3、根据权利要求1所述的电动车辆的磁浮马达，其特征在于，所述位置感测器为霍尔集成电路片，在侦测孔设置磁石。

4、根据权利要求1所述的电动车辆的磁浮马达，其特征在于，所述转子总成和电磁极组位于机车轮框上，该轮框的中央轮鼓分隔成两半部，轮鼓内面设有一耐磨材质的摩擦面，一离合器装设在转子总成靠轮鼓的一侧并置入轮鼓内，一轮框轴心依序穿过支架、电磁极组的壳体、转子总成、离合器、轮鼓、掣动器，并且两端通过螺帽锁紧。

5、根据权利要求4所述的电动车辆的磁浮马达，其特征在于，所述掣动器为碟式，或为鼓式。

6、根据权利要求4所述的电动车辆的磁浮马达，其特征在于，所述机车轮框轴心与转子总成的轴心为偏置的方式，轮框的中央轮鼓内围设有平行齿轮，转子总成的轴心端架设一传动离合齿轮，该传动离合齿轮恰靠合在平行齿轮的一内侧，传动离合齿轮设有数个凹孔，所述凹孔的形状是由一小弧度的弧形与一大弧度的弧形间跨设一切线所形成，各凹孔内设置簧片及一圆销。

7、根据权利要求1所述的电动车辆的磁浮马达，其特征在于，所述转子总成及电磁极组位于内外两层的壳体内，其中，壳体的内层设有一旋轴，旋轴两端设有止推轴承，由固定在壳体的内层上的顶针分别从两端将旋轴定位住并使其自由旋转，该旋轴上设置转子总成，转盘的另一面也设一圈内凹的环槽，所述环槽上设置一导磁板，并置入一深度，转盘的两面均设置有所述永久磁石，旋轴中央还设有一圈与设在内壳延伸体上的同极磁石相互排斥的永久磁石，电磁极组设在壳体的内壳延伸体上与转盘上的所述永久磁石相对应设置，旋轴一端设有主动齿轮，与一传动轴的从动齿轮啮合；壳体的外层内固定设置壳体的内层，该壳体的外层与壳体的内层之间保持一通畅的间隙。

8、根据权利要求7所述的电动车辆的磁浮马达，其特征在于，所述壳体的外层外部披覆有保持温度的披覆隔热材料。

9、一种电动车辆的磁浮马达，其特征在于，设有转子总成、电磁极组及回路控制单元，其中，所述转子总成为一圆形盘体上设有一组以上相邻两永久磁石的中心夹角相等的永久磁石，圆形盘体为一可转动的转盘，转盘的两面均凿设一圈内凹的环槽，所述环槽上设置一导磁板并置入一深度，该导磁板上铺设一组以上N极和S极的永久磁石，该永久磁石成异极相邻而同极相对排列，压板从两异极磁石之间压住，所述转子总成位于脚踏车轮框上，所述压板固定在所述导磁板及轮框上，并在各磁石的上方及各磁石外形对称线的同一侧设有穿过轮框的所述N极和S极的永久磁石位置侦测孔，N极侦测孔和S极侦测孔分别排列在不同的同心圆上，各位置侦测孔长度从永久磁石延长边起始，在永久磁石对称线前终止；

电磁极组由数个产生磁极的磁极线圈组成，该磁极线圈设有由高导磁陶瓷或高导磁矽钢片所组成的导磁线圈座，该导磁线圈座端部外形向中央收束，导磁线圈座以同一方向圈绕包覆漆包线而构成一磁极线圈，永久磁石的数目与磁极线圈的数目相等，并使各磁极线圈与一永久磁石相对应；

轮框两侧分别设有一组所述电磁极组，一圆形罩体的壳体将转子总成包覆保护住，该壳体供磁极线圈垂直地螺纹结合固定，并使各磁极线圈与一永久磁石相对应；

回路控制单元，设有位置感测器及一回路控制器，其中位置感测器分别位于位置侦测孔所排列形成的两个同心圆前方，位置感测器对正位置侦测孔的几何中心时，磁极线圈恰对正永久磁石，位置感测器与磁极线圈的线路均与回路控制器相接，位置感测器及电磁极组的电流方向均由回路控制器控制；

该磁浮马达装置在前轮或后轮。

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