CN106655562A - 一种电动滑板驱动永磁电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种电动滑板驱动永磁电机，其外转子铁心有7X个均布的转子极，定子铁心有9X个不均布的定子极。其中三个永磁定子极的极弧机械角为25.7/X度，相邻的永磁定子极相差120/X度机械角；六个电枢定子极的极弧机械角为17.1/X度；电枢定子极与相邻的永磁定子极之间有电枢槽，所述电枢槽弧长的机械角为21.5/X度。在本发明中外转子铁心的极弧系数为0.5，电机使用三相六拍控制方法进行控制；外转子铁心的极弧系数等于0.333，电机使用三相三拍控制方法进行控制。本发明的技术9X个不均布的定子极、定子极不同的极弧机械角分配使得电机具有更高的可靠性。

Description

一种电动滑板驱动永磁电机
技术领域
本发明涉及一种电动滑板驱动永磁电机，属于特种电机技术领域。
背景技术
近年来电动滑板车开始走入市场，成为一种新颖的代步交通工具。它从原来的娱乐工具逐渐发展为人们休闲旅游的辅助交通工具。与脚踏滑板车相比电动滑板车具有省力，快速，启动时具有冲浪的感觉，运行时具有滑翔的感觉等优点。要使电动滑板车同时能快速安全运行，对驱动系统的性能要求就很高，由于其所带的电源有限，对电机的效率也有较高的要求。同时作为一种实用型的交通工具，要求驱动系统能承受震动、耐受恶劣环境、可靠性高。
目前专门针对电动滑板车用电机的专利并不多见，其相关专利主要集中在电动滑板车结构技术上。例发明专利申请：一种电动车驱动轮，专利号：201210061388.7，公开了一种电动车驱动轮，驱动轮上的长径轮毂电机一端外壳表层覆盖固定轮胎，另一端安装轴承，轴承外端包覆固定轮胎。该发明功能主要是在电动滑板车转向时，实现驱动轮内外两端的差速，减少轮胎磨损，降低能量消耗。申请号为：201210195709.2的发明专利申请：一种电动滑板车驱动轮机构，公开了一种电动滑板车驱动轮机构，驱动轮内置无刷电机，省略了大量传动部件，获得更好的空间利用率，降低了故障率，同时传动效率也相应提高。
本申请的一种电动滑板驱动永磁电机，在轮毂式驱动电机的相关专利中有发明专利：轮毂电机，专利号：200480021062.5，提出一种轮毂电机，可实现轮毂电机的小径化、结构紧凑化的同时，可以进行高压发电。
本发明提出了一种电动滑板电机的技术是定子铁心有9X个不均布的定子极，不同外转子铁心的极弧系数配合不同的控制方法，以及绕组绕制方法与传统电机有着本质的区别。以上技术使得本发明的一种电动滑板电机具有高效、可靠性高、易于控制的特点。
目前申请人经国内外检索，尚未检索到本发明所涉及一种电动滑板电机针对电动滑板用电机的高可靠、易于控制的要求所提出一种新型结构的电机。
发明内容
所要解决的技术问题：提供一种高可靠、易控制的一种电动滑板驱动永磁电机。
为了实现以上功能，本发明采取的技术方案是：
一种电动滑板驱动永磁电机，包括定子铁心(4)、外转子铁心(5)、永磁体(3)、电枢绕组(1)和轴(2)，所述外转子铁心(5)直接固定在电动滑板的轮毂上，其特征在于：
外转子铁心(5)有7X个均布的转子极，定子铁心(4)有9X个不均布的定子极，其中3X个定子极极弧机械角为25.7/X度，称为永磁定子极，3X个永磁定子极相差120/X度机械角；
每个永磁定子极极端固定有永磁体(3)，所有永磁体(3)充磁方向相同；
两个永磁定子极之间有两个称为电枢定子极的定子极，电枢定子极的极弧机械角为17.1/X度；
电枢定子极与相邻的永磁定子极之间有电枢槽，所述电枢槽槽口的机械角为21.5/X度；
每个电枢定子极上都绕有电枢绕组(1)，所有电枢绕组(1)绕向相同。
如上所述的一种电动滑板驱动永磁电机，假设两个相邻的电枢定子极之间的槽称为隔磁槽，其特征在于：隔磁槽的槽深大于电枢槽的槽深。
如上所述的一种电动滑板驱动永磁电机，其特征在于：所述外转子铁心(5)的极弧系数等于0.5，所述电机使用三相六拍控制方法进行控制。
如上所述的一种电动滑板驱动永磁电机，其特征在于：所述外转子铁心(5)的极弧系数等于0.333，所述电机使用三相三拍控制方法进行控制。
如上所述的一种电动滑板驱动永磁电机，其特征在于：沿圆周方向上第1个、第4个、第6+1个、第6+4个、第12+1个、第12+4个、……（以此类推）线圈串联组成A相绕组；第2个、第5个、第6+2个、第6+5个、第12+2个、第12+5个、……（以此类推）线圈串联组成B相绕组；第3个、第6个、第6+3个、第6+6个、第12+3个、第12+6个、……（以此类推）线圈串联组成C相绕组。
本发明的有益效果是：
1电机绕组皆为集中式绕组，内阻小，效率高；
2轮毂电机与电动滑板驱动电机技术相结合，可以直接驱动电动滑板运行，提高了效率；
3转子为凸极结构，无励磁绕组或永磁体，工作可靠；
4总的磁链较短，定子铁心磁阻小，铁耗少；硅钢片用量少、电机重量轻。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一种电动滑板驱动永磁电机第1实施例横向剖视结构示意图。其中，1、电枢绕组，2、轴，3、永磁体，4、定子铁心，5、外转子铁心。
图2是本发明一种电动滑板驱动永磁电机第2实施例横向剖视结构示意图。1、电枢绕组，2、轴，3、永磁体，4、定子铁心，5、外转子铁心。
图3是本发明一种电动滑板驱动永磁电机定转子极弧系数示意图。
图4是本发明永磁电机转子极弧系数等于0.333时三相电感及三相三拍原理图。
图5是本发明永磁电机转子极弧系数等于0.5时三相电感及三相六拍原理图。
具体实施方式
本发明提供一种电动滑板驱动永磁电机，为使本发明的技术方案及效果更加清楚、明确，以及参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明一种电动滑板驱动永磁电机第1实施例横向剖视结构示意图。如图所示本实施例X=1，一种电动滑板驱动永磁电机是由定子铁心(4)、外转子铁心(5)、永磁体(3)、电枢绕组(1)和轴(2)组成。外转子铁心(5)直接固定在电动滑板的轮毂上，外转子铁心(5)上有7个均布的转子极，定子铁心(4)上有9个不均布的定子极，称为永磁定子极，三个永磁定子极相差120度机械角。在每个永磁定子极极端固定有永磁体(3)，所有永磁体(3)充磁方向相同；两个永磁定子极之间有两个称为电枢定子极的定子极。每个电枢定子极上都绕有电枢绕组(1)，所有电枢绕组(1)绕向相同。
由于此实施例中X=1，因此沿圆周方向上第1个、第4个线圈串联组成A相绕组；第2个、第5个线圈串联组成B相绕组；第3个、第6个线圈串联组成C相绕组。
一种电动滑板驱动永磁电机第1实施例的外转子铁心(5)的极弧系数等于0.5，该电机使用三相六拍控制方法进行控制。
图2是本发明一种电动滑板驱动永磁电机第2实施例横向剖视结构示意图。如图所示，该电机外转子铁心(5)的极弧系数等于0.333，使用三相三拍控制方法进行控制。
图3是本发明一种电动滑板驱动永磁电机定转子极弧系数示意图。如图所示，定子铁心(4)有9个不均布的定子极，其中三个定子极极弧机械角为25.7度，称为永磁定子极；两个永磁定子极之间有两个称为电枢定子极的定子极，电枢定子极的极弧机械角为17.1度；电枢定子极与相邻的励磁定子极之间有电枢槽，所述电枢槽弧长的机械角为21.5度。
图4是本发明永磁电机转子极弧系数等于0.333时三相电感及三相三拍原理图。在三相三拍控制策略中，在电感上升区的绕组通正向电流，电感下降区通反向电流，电感平台区不通电。
图5是本发明永磁电机转子极弧系数等于0.5时三相电感及三相六拍原理图。三相六拍控制策略在每一个电感周期内都存在六个导通模态。
下面对本发明提出的一种电动滑板驱动永磁电机进行工作原理的说明。
本发明所述的一种电动滑板电机通过永磁定子极极端固定的永磁体来产生磁场，经过气隙、转子铁心、气隙定子铁心形成闭合磁路。通过位置传感器检测电机转子位置，将位置信号输送给控制器后，控制器控制功率变换器的相应开关管，给电感上升的绕组通以正向电流，给电感下降的绕组通以负向电流，电机即可实现对外输出转矩。

Claims (5)

1.一种电动滑板驱动永磁电机，包括定子铁心(4)、外转子铁心(5)、永磁体(3)、电枢绕组(1)和轴(2)，所述外转子铁心(5)直接固定在电动滑板的轮毂上，其特征在于：
外转子铁心(5)有7X个均布的转子极，X为正整数，定子铁心(4)有9X个不均布的定子极，其中3X个定子极极弧机械角为25.7/X度，称为永磁定子极，3X个永磁定子极相差120/X度机械角；
每个永磁定子极极端固定有永磁体(3)，所有永磁体(3)充磁方向相同；
两个永磁定子极之间有两个称为电枢定子极的定子极，电枢定子极的极弧机械角为17.1/X度；
电枢定子极与相邻的永磁定子极之间有电枢槽，所述电枢槽槽口的机械角为21.5/X度；
每个电枢定子极上都绕有电枢绕组(1)，所有电枢绕组(1)绕向相同。
2.如权利要求1所述的一种电动滑板驱动永磁电机，假设两个相邻的电枢定子极之间的槽称为隔磁槽，其特征在于：隔磁槽的槽深大于电枢槽的槽深。
3.如权利要求1所述的一种电动滑板驱动永磁电机，其特征在于：所述外转子铁心(5)的极弧系数等于0.5，所述电机使用三相六拍控制方法进行控制。
4.如权利要求1所述的一种电动滑板驱动永磁电机，其特征在于：所述外转子铁心(5)的极弧系数等于0.333，所述电机使用三相三拍控制方法进行控制。
5.如权利要求1所述的一种电动滑板驱动永磁电机，其特征在于：沿圆周方向上第1个、第4个、第6+1个、第6+4个、第12+1个、第12+4个、……（以此类推）线圈串联组成A相绕组；第2个、第5个、第6+2个、第6+5个、第12+2个、第12+5个、……（以此类推）线圈串联组成B相绕组；第3个、第6个、第6+3个、第6+6个、第12+3个、第12+6个、……（以此类推）线圈串联组成C相绕组。
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