CN105610292B - 一种直流永磁无刷轮毂电机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电机技术领域，具体为一种直流永磁无刷轮毂电机，由定子总成和转子总成组成；定子总成包括定子本体、电磁线圈绕组铁芯组和电机轴，电机轴设置在定子本体上，转子总成套装在电机轴上；电磁线圈绕组铁芯组由若干个相互独立布置的铁芯、电磁线圈组成，若干个铁芯以电机轴为圆心、沿圆周方向排列布置，铁芯侧部与定子本体固定连接，电磁线圈绕设在铁芯上；转子总成包括转子本体和永磁体组，转子本体上设置有环形槽，电磁线圈绕组铁芯组位于环形槽的槽体内部，永磁体组固设在环形槽内正对铁芯位置。本专利电机结构简单，实现铁芯双极利用，电机效率更高。

Description

一种直流永磁无刷轮毂电机
技术领域
本发明属于电机技术领域，具体涉及到的是一种无端盖的、定子上铁芯双极利用的直流永磁无刷轮毂电机。
背景技术
随着人们生活水平日益提高，开车出行已成为多数人交通行为，但是现有的车辆大多使用石化燃料，使用石化燃料不但给用户增加用车成本，也污染生态环境，特别是空气污染严重，雾霾天气严重影响人们的身心健康和生活质量，所以政府以财政补贴方式鼓励大众购买新能源汽车，世界各大车企和科技公司都在积极研制.生产.销售新能源汽车。随着石油资源逐渐枯竭空气污染日趋严重，纯电动汽车以低噪音.零排放等优点，成为未来汽车界的主流最为可能。纯电动汽车的电机又以直流永磁直流永磁无刷轮毂电机最为理想，省去传统汽车上从发动机到传动桥等诸多复杂笨重零部件，降低整车重量，增加整车利用空间。目前纯电动汽车的动力和续行里程还难以和传统石化燃料汽车相比，在现有的动力电池储电和充电技术没有明显进步条件下，需要一种更高效的轮毂电机来实现动力和续行里程的提高，让更多人愿意购买纯电动汽车，以达到节能减排保护环境的目的。
发明内容
本发明提供一种新型的直流永磁无刷轮毂电机，使得电磁线圈绕组铁芯能够双极利用。
本发明的直流永磁无刷轮毂电机，由定子总成和转子总成组成；定子总成包括定子本体、电磁线圈绕组铁芯组和电机轴，电机轴设置在定子本体上，转子总成套装在电机轴上；电磁线圈绕组铁芯组由若干个相互独立布置的铁芯、电磁线圈组成，若干个铁芯以电机轴为圆心、沿圆周方向排列布置，铁芯侧部与定子本体固定连接，电磁线圈绕设在铁芯上；转子总成包括转子本体和永磁体组，转子本体上设置有环形槽，电磁线圈绕组铁芯组位于环形槽的槽体内部，永磁体组固设在环形槽内正对铁芯位置。
上述的直流永磁无刷轮毂电机，更进一步，转子总成包围定子总成的电磁线圈绕组铁芯组部分，不包围定子总成上定子本体部分，定子本体外置于电机一侧。
上述的直流永磁无刷轮毂电机，更进一步，环形槽内的两侧壁上均设置有永磁体组。
上述的直流永磁无刷轮毂电机，更进一步，所述的永磁体组由永磁块依次排列而成，相邻永磁块的磁极相反布置；环形槽内两侧壁上的永磁体块成对布置且朝向铁芯的磁极相反。
上述的直流永磁无刷轮毂电机，更进一步，所述的铁芯为工字型。
上述的直流永磁无刷轮毂电机，更进一步，所述的定子本体沿铁芯布置的圆周方向设置有环形安装槽，环形安装槽上设置有若干个支架组，工字型的铁芯的竖部卡固在相邻的支架组之间，且支架组位于工字型的铁芯的上下横部之间。
上述的直流永磁无刷轮毂电机，更进一步，所述的支架组由外周支架和内周支架组成，外周支架、内周支架分别沿环形安装槽的槽口外周、内周布置，外周支架为圆弧形且弧面朝向圆周外部，内周支架为圆弧形且弧面朝向圆周内部。
上述的直流永磁无刷轮毂电机，更进一步，所述的定子本体上设置有散热通孔。
上述的直流永磁无刷轮毂电机，更进一步，所述的定子本体为盘形结构，定子本体与电机轴为一体化结构。
本专利具有如下有益效果：
1、本专利的直流永磁无刷轮毂电机，无需电机端盖，定子总成与转子总成分别为电机的外侧面，结构更加简单，方便维护。同时定子本体外置，外置端可以制造有与车架或车身连接结构，以及控制器安装座等使用时需配套的结构，还可以根据设计需要将刹车泵支架和悬挂系统连接杆等集成安装在定子本体外置端，有极大的改进利用空间。
2、本专利的直流永磁无刷轮毂电机设置有若干个铁芯，每个铁芯独立布置，铁芯侧部固定在定子总成上，从而将铁芯两端外露。当铁芯上的电磁线圈通入电流后，能再铁芯上形成独立的磁场，而每个铁芯之间不会产生干扰，同时，铁芯侧部和定子总成连接，将铁芯两端空出，与转子总成上的环形槽结构相配合，为利用留下空间。
3、转子总成的环形槽内两侧部上均设置有永磁体组，因此铁芯的两端均对应有永磁块，当电机工作时，可以实现铁芯的双极利用，在同样工况下，实现更高的电能利用效率。
4、更进一步，本专利的铁芯采用工字型，电磁线圈绕设在工字型的竖部，相邻铁芯的工字型横部可以设置的非常接近，不需要留下绕线槽口，从而可以达到更好的电机驱动效果，这样可以提高电机功率以及更顺畅启动运转。
5、更进一步，本专利设置支架组，通过支架组夹持固定铁芯，并且支架组与铁芯接触位置设置成圆弧形，可以使得铁芯的落位更加稳固，保证电机工作状态的稳定。当铁芯安装在支架组上后，可以对支架组的外端部冲铆，实现更好的固定效果。
6、在定子总成上设置有散热通孔，散热通孔连通铁芯、电磁线圈位置，可在运行过程中进行气流的引导，实现电机散热。
附图说明
图1为直流永磁无刷轮毂电机示意图。
图2为图1中AA向剖视图，具体显示电机结构。
图3为定子总成（安装电磁线圈绕组铁芯组）结构示意图。
图4为定子总成（未安装电磁线圈绕组铁芯组）结构示意图。
图5为转子总成结构示意图。
图6为转子总成主视图。
图7为图6中圆圈部分局部放大图。
图8为定子总成安装电磁线圈绕组铁芯组后的示意图。
图9为铁芯结构图。
具体实施方式
实施例1
本实施例给出具体的实施方案，如图2所示，直流永磁无刷轮毂电机结构如下：电机由定子总成和转子总成组成，定子总成包括定子本体1、电磁线圈绕组铁芯组3和电机轴2；电机轴2固定设置在定子本体1上，优选采用与定子本体1一体成型结构，转子总成套装在电机轴2上，可以绕电机轴2转动。定子本体1可选用铝合金或不锈钢等不导磁的材料，电机轴2选用高强度的钢铁合金材料，通过锻造或压力铸造将定子本体1和电机轴2制造成一体。
电磁线圈绕组铁芯组3由若干个相互独立布置的铁芯31、电磁线圈32组成，铁芯31的数量可以根据需要确定，若干个铁芯31以电机轴2为圆心、沿圆周方向环绕电机轴2排列布置，铁芯31的侧部与定子本体1固定连接，电磁线圈32绕设在铁芯31上，由于每个铁芯31都是相互独立的且两端部外露，因此当绕设在铁芯31上的电磁线圈32通入电流后，每个铁芯31上都成为独立的电磁铁。
转子总成包括转子本体4和永磁体组5，转子本体上设置有环形槽6，电磁线圈绕组铁芯组3位于环形槽6的槽体内部，永磁体组5固定在环形槽的内侧壁上，正对铁芯31位置。
上述结构为本专利最基本的状态，可见，转子总成只包围了定子总成的电磁线圈绕组铁芯组3部分，不包围定子总成上定子本体1部分，因此定子本体1和转子本体4均有部分为外置的，电机没有端盖。直流永磁无刷轮毂电机中，电磁线圈的绕线以及霍尔传感器的设置与现有技术相似，为本领域技术人员公知的内容，在此不再赘述。上述结构中，由于铁芯31的侧部与定子本体1固定连接，同时电磁线圈绕组铁芯组3位于环形槽6的槽体内部，因此铁芯31两端部外露，两端的双极磁场能够同时利用，并且环形槽6内侧壁上的永磁体组5可以尽量接近铁芯31，达到更好的利用效果。当环形槽6内的两侧壁上均设置有永磁体组5的时候，即可实现铁芯31的双极利用，同样的电能达到近乎两倍的驱动效果。
如图所示，永磁体组5由永磁块51依次排列而成，相邻永磁块51的磁极相反布置；环形槽6内两侧壁上的永磁体51块成对布置且朝向铁芯的磁极相反。
实施例2
本实施例给出一种更有的技术方案，具体在铁芯31的固定方式上进行更优化的设计，如图所示，铁芯31为工字型，具体是一种截面形状中间为竖型，上下两端部都有横向的凸出部分。
定子本体1沿铁芯31布置的圆周方向设置有环形安装槽7，环形安装槽7上设置有若干个支架组，支架组由外周支架8和内周支架9组成，外周支架8、内周支架9分别沿环形安装槽7的槽口外周、内周布置，外周支架8为圆弧形且弧面朝向圆周外部，内周支架9为圆弧形且弧面朝向圆周内部。采用支架组固定“工字型”的铁芯31时，支架组与铁芯31绝缘接触，铁芯31的竖部卡固在相邻的支架组之间，且铁芯31两端的横部分别位于外周支架8之外、内周支架9之内。电磁线圈32绕设在铁芯31上且由于定子本体1上有环形安装槽7、转子本体4上有环形槽6，因此电磁线圈32可以不从铁芯31的端部引出进行绕线，而只需要在环形槽6、环形安装槽7之间穿行，“工字型”铁芯31的铁芯两端横部可以设置的尽量接近，这样可以提高电机功率以及更顺畅启动运转。
电磁线圈绕组铁芯组3安装在定子本体1上以后，将内外两圈的外周支架8、内周支架9外端冲铆，让电磁线圈绕组铁芯组3牢固的固定在定子本体1上，防止工作时颤动或脱离，再将整个电磁线圈绕组铁芯组3浸漆，达到防水防锈和更深层次固化的效果。
作为更优的技术方案，上述的直流永磁无刷轮毂电机，定子本体1上还设置有散热通孔10，散热通孔10用于电机的散热，例如当本电机用于电动车上时，可以将通过导风软管连接至散热通孔10，既能引导气流为电机实现散热，又不影响电机的密封。转子本体4中部设置有轴承孔，电机轴承11安装在转子本体4的轴承孔上，转子本体4通过电机轴承11套装在电机轴2上，螺帽12在电机轴2上固定以防止转子本体4转动时发生轴向串动。
转子本体4上安装一大一小两只密封圈用于电机密封，小的安装在近电机轴2位置，为转轴密封圈13；大的安装在近定子本体1位置，为转子密封圈14，更好的实现电机的防水密封。
上述实施例仅为本发明直流永磁无刷轮毂电机的具体实现结构，显然不是对本发明具体实施的限制，凡经过简单改造达到等效或根据本发明的主要设计精神所延伸出的一切产物都在本发明保护之中。

Claims (6)

1.一种直流永磁无刷轮毂电机，其特征在于：由定子总成和转子总成组成；
定子总成包括定子本体、电磁线圈绕组铁芯组和电机轴，电机轴设置在定子本体上，转子总成套装在电机轴上；
电磁线圈绕组铁芯组由若干个相互独立布置的铁芯、电磁线圈组成，若干个铁芯以电机轴为圆心、沿圆周方向排列布置，铁芯侧部与定子本体固定连接，电磁线圈绕设在铁芯上；
转子总成包括转子本体和永磁体组，转子本体上设置有环形槽，电磁线圈绕组铁芯组位于环形槽的槽体内部，永磁体组固设在环形槽内正对铁芯位置；
所述的转子总成包围定子总成的电磁线圈绕组铁芯组部分，不包围定子总成上定子本体部分，定子本体外置于电机一侧；
所述的铁芯为工字型，定子本体沿铁芯布置的圆周方向设置有环形安装槽，环形安装槽上设置有若干个支架组，工字型的铁芯的竖部卡固在相邻的支架组之间，且支架组位于工字型的铁芯的上下横部之间，所述的支架组由外周支架和内周支架组成，外周支架、内周支架分别沿环形安装槽的槽口外周、内周布置。
2.根据权利要求1所述的直流永磁无刷轮毂电机，其特征在于：环形槽内的两侧壁上均设置有永磁体组。
3.根据权利要求2所述的直流永磁无刷轮毂电机，其特征在于：所述的永磁体组由永磁块依次排列而成，相邻永磁块的磁极相反布置；环形槽内两侧壁上的永磁体块成对布置且朝向铁芯的磁极相反。
4.根据权利要求1所述的直流永磁无刷轮毂电机，其特征在于：所述的外周支架为圆弧形且弧面朝向圆周外部，内周支架为圆弧形且弧面朝向圆周内部。
5.根据权利要求1所述的直流永磁无刷轮毂电机，其特征在于：所述的定子本体上设置有散热通孔。
6.根据权利要求1所述的直流永磁无刷轮毂电机，其特征在于：所述的定子本体为盘形结构，定子本体与电机轴为一体化结构。
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