CN107482836A - 一种基于混合励磁无刷爪极结构的轮毂电机驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于混合励磁无刷爪极结构的轮毂电机驱动系统，包括电枢绕组、爪极、励磁绕组、励磁绕组托架、制动器、行星机构等结构。所述轮辋通过轴承支撑在电机支撑轴上，同时通过螺栓与行星架相连。电机外壳固定在电机支撑轴上，电枢绕组固定在定子上，在爪极上布置永磁体，爪极固定在转子支架上。励磁绕组托架固定在电机外壳上，内部布置有励磁绕组。转子支架支撑在电机支撑轴上。行星机构的太阳轮固定在转子支架上，并随之旋转，齿圈固定在电机外壳上，行星轮支撑在行星架上，行星架通过轴承支撑在转子支架上。制动盘与行星架固连，制动器的制动钳固定在电机外壳上。此系统具有结构简单紧凑、磁场可调、效率高及低速特性好等优点。

Description

一种基于混合励磁无刷爪极结构的轮毂电机驱动系统
技术领域
本发明涉及一种电动汽车驱动系统，尤其涉及一种分布式轮毂驱动系统，具体是一种基于混合励磁无刷爪极结构的轮毂电机驱动系统。
背景技术
近年来，随着人们环境保护意识和能源危机意识的日益增强，各种新能源和新技术开始运用在汽车上，尤其是电动汽车技术较为快速的发展起来，于是电动汽车取代传统内燃机汽车的呼声越来越高。其中轮毂电机驱动技术作为电动汽车中先进的研究方向，也存在着优势和不足之处，轮毂电机电动汽车驱动系统集成度高，在车辆总布局方面有很大优势，但在轮毂狭小的空间内布置轮毂电机、减速机构、制动器等零部件，既要满足车辆对动力性的需求，又要在有限的空间内满足对散热等需求，这就对轮毂电机驱动系统的设计提出了更高的要求。
基于此，本发明提出了一种基于混合励磁无刷爪极结构的轮毂电机驱动系统，其利用这种驱动电机的低速特性好、功率密度高等优势，将其集成在轮毂内，与此同时集成行星机构等部件，使其更好的满足车辆对低速大转矩等动力性的要求，磁场可在较宽的范围内进行调节，提高了电机效率，从而改善了车辆的经济性。
发明内容
针对轮毂电机驱动系统，本发明的目的是为了提供一种基于混合励磁无刷爪极结构的轮毂电机驱动系统，充分利用轮毂内空间，合理布置轮毂电机、行星机构及制动器等。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
该系统主要由电枢绕组、爪极、励磁绕组、励磁绕组托架、制动器、行星机构等构成。
本发明针对混合励磁无刷爪极结构轮毂电机进行结构设计，在轮毂内合理的对驱动电机、制动器、行星机构等进行布置。轮胎安装在轮辋上，轮辋通过螺栓固连在行星架上，并随之转动，同时通过轴承支撑在电机支撑轴上；电机外壳通过螺栓固定在电机支撑轴上，电枢绕组固定在定子上，在爪极上布置永磁体，爪极固定在转子支架上。励磁绕组托架固定在电机外壳上，内部布置有励磁绕组。转子支架通过轴承支撑在电机支撑轴上。行星机构的太阳轮固定在转子支架上，并随之旋转，齿圈固定在电机外壳上，行星轮支撑在行星架上，行星架通过轴承支撑在转子支架上。制动盘与行星架固连，制动器的制动钳固定在电机外壳上。
相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)充分利用混合励磁无刷爪极结构轮毂电机的气隙磁通密度高、磁场调节范围宽、功率密度高和低速工作特性好的特点，满足车辆对低速大转矩等动力需求。
(2)一体化集成电动轮结构简单、易于布置，且结构紧凑。
(3)混合励磁无刷爪极结构以及行星机构的应用，使得电机效率得到提高，满足车辆性能要求，改善了经济性。
附图说明
图1是带有一级减速的结构示意图
图2是无减速的结构示意图
图中：1.轮胎；2.轮辋；3.电机外壳；4.制动钳；5.制动盘；6.螺栓；7. 挡圈；8.电机支撑轴；9.转子支架；10.太阳轮；11.行星轮；12.行星架；13. 齿圈；14.爪极；15.永磁体；16.电枢绕组；17.定子；18.励磁绕组；19.励磁绕组托架
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细描述。
实施实例1
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示的一种基于混合励磁无刷爪极结构的轮毂电机驱动系统，其结构主要包括电枢绕组16、励磁绕组18、励磁绕组托架20、转子支架9、制动钳 4、行星机构等。其轮胎1安装在轮辋2上，轮辋2通过螺栓6与行星架12相连，并随之转动，同时通过轴承支撑在电机支撑轴8上。电机外壳3固定在电机支撑轴8上。电枢绕组16固定在定子17上，爪极14固定在转子支架9上，励磁绕组托架19固定在电机外壳3上，励磁绕组18布置在励磁绕组托架19上。转子支架9通过轴承支撑电机支撑轴8上。行星机构的太阳轮10固定在转子支架9上，并随之转动，齿圈13固定在电机外壳3上，行星轮11支撑在行星架 12上。制动盘5与行星架12相连，并随之转动，制动器的制动钳4固定在电机外壳3上。
综上所述，通过合理布置驱动电机、制动器、行星机构等，使此结构能够满足车辆对低速大转矩等动力性的需求，同时利用此电机磁场可调、低速性能好等特点，提高电机效率，改善车辆的经济性。
实施实例2
本实施例与实施例1不同之处在于：由图2可以得知，此结构下省去了行星齿轮减速机构，轮辋2直接通过螺栓6与转子支架相连接，即轮毂电机的动力直接通过转子支架9传递到轮辋2上，同时制动盘5也固定在转子支架9上，其他结构与实施例1相同，不予赘述。

Claims (7)

1.本发明公开了一种基于混合励磁无刷爪极结构的轮毂电机驱动系统，包括电枢绕组、爪极、励磁绕组、励磁绕组托架、制动器、行星机构等结构，所述轮辋通过轴承支撑在电机支撑轴上，同时通过螺栓与行星架相连，电机外壳固定在电机支撑轴上，电枢绕组固定在定子上，在爪极上布置永磁体，爪极固定在转子支架上，励磁绕组托架固定在电机外壳上，内部布置有励磁绕组，转子支架支撑在电机支撑轴上，行星机构的太阳轮固定在转子支架上，并随之旋转，齿圈固定在电机外壳上，行星轮支撑在行星架上，行星架通过轴承支撑在转子支架上，制动盘与行星架固连，制动器的制动钳固定在电机外壳上。
2.根据权利要求1所述的基于混合励磁无刷爪极结构的轮毂电机驱动系统，其特征在于：所述的混合励磁爪极电机的结构可以根据永磁体和电励磁绕组的放置方式或是否存在电刷确定。
3.根据权利要求1所述的基于混合励磁无刷爪极结构的轮毂电机驱动系统，其特征在于：所述混合励磁结构形式可以是内定子外转子结构，也可以是内转子外定子结构。
4.根据权利要求1所述的基于混合励磁无刷爪极结构的轮毂电机驱动系统，其特征在于：所述制动器可以是电磁式、液压式、气动式等。
5.根据权利要求1所述的基于混合励磁无刷爪极结构的轮毂电机驱动系统，其特征在于：所述轮毂电机驱动系统可以设置减速机构，也可以不设置减速机构。
6.根据权利要求1所述的基于混合励磁无刷爪极结构的轮毂电机驱动系统，其特征在于：所述减速机构可以是行星机构，也可以是固定齿轮传动结构。
7.根据权利要求1所述的基于混合励磁无刷爪极结构的轮毂电机驱动系统，其特征在于：所述行星机构的太阳轮、齿圈和行星架三个元件的其中两个作为动力输入端，一个动力输出端，输入端可以根据需要进行选择，可以使所述中三个元件的其中任意两个。
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