CN111030332A - 一种轴向磁场有齿轮毂电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴向磁场有齿轮毂电机，包括主轴、轮毂和端盖，轮毂和端盖的内部空间内，有电机和行星减速机构，电机为单定子单转子结构的轴向磁场电机，电机的转子盘通过包含有角接触轴承的具有两列滚动体的轴承单元套在主轴上，铁心托盘与主轴固定连接且与定子铁心套接，由插销贯穿定子铁心的燕尾槽或固定孔并连接到铁心托盘，从而实现定子铁心的固定。本发明电机成本低、效率高、高效率区间宽，能大幅提高电动自行车的续行里程。
Description
技术领域
本发明涉及电动自行车的轮毂电机技术领域，特别是涉及一种轴向磁场有齿轮毂电机。
背景技术
现有的电动自行车电机主要有两类，一类是安装在自行车中轴部位的中置电机，另一类是安装在车轮上与轮毂一体的轮毂电机。其中，中置电机为内转子高速电机，经行星齿轮机构减速后，通过链条传递动力从而驱动自行车，该类电机结构复杂，适用范围小且价格昂贵，因此较少被采用。
市场上的电动自行车主要采用的是轮毂电机，传统的电动自行车有齿轮毂电机，一般是轮毂和端盖套设于主轴上，轮毂和端盖的内部空间装有驱动电机、行星减速机构及单向离合器，例如通轴结构外转子电机的中国专利CN03127256.8、CN201510104597.9，又如半轴结构内转子电机的美国专利US20050176542A1，上述有齿轮毂电机的驱动电机均为径向磁场的直流永磁电机，这类电机效率不高，高效区间偏向高功率段，车辆在正常行驶时驱动电机通常运行在低效率区间，行驶里程较短。
电动自行车的驱动电机，要求频繁的启动/停车、加速/减速，低速或爬坡时要求高转矩，正常平地行驶时要求低转矩，变速范围大，并且能在各种不同路况行驶时保持稳定的性能，相较于一般工业电机通常可以优化在额定的工作点的特性，电动自行车驱动电机的要求更高，普通的轮毂电机无法满足人们提高电动自行车续行里程的普遍要求，而轴向磁场直流电机本身就能满足这一要求。如ZL 2020995774.7公开的“一种盘式无铁芯直流电机”，但该无铁心结构的轴向磁场电机需消耗较多的稀土永磁体，面对稀土永磁体价格的大幅上涨，其经济性明显不足，因此，有铁心的轴向磁场直流电机则是满足这一需求的最佳的技术路径。
由于电动自行车轮毂电机采用的是定轴结构，需采用有别于一般轴向磁场电机的非转轴输出结构形式，现有技术中并没有将轴向磁场电机运用到电动自行车的轮毂电机中的相关技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种轴向磁场有齿轮毂电机，用以将效率高、高效率区间宽的轴向磁场电机应用于电动自行车领域，满足人们对行驶里程增加的要求。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明公开了一种轴向磁场有齿轮毂电机，包括主轴、轮毂和端盖，所述轮毂和端盖滚动套接在所述主轴上，所述轮毂与所述端盖可拆卸式固定连接，还包括电机和行星减速机构，所述电机和所述行星减速机构位于所述轮毂和所述端盖围成的内部空间中，所述主轴上设有线孔，所述电机的引出线用以穿过所述线孔并与外部控制器相连，所述电机为单定子单转子结构的轴向磁场电机，包括一转子盘、一定子铁心、一铁心托盘、多个线圈绕组、多个永磁体和多个插销，所述定子铁心具有线槽、定子齿和定子轭，所述线圈绕组通过所述线槽绕设在所述定子齿上，所述定子齿的磁极面与所述主轴垂直，所述定子轭上设有燕尾槽或第一固定孔；所述转子盘通过包含有角接触轴承的具有两列滚动体的轴承单元与所述主轴转动连接，所述铁心托盘与所述主轴固定连接，所述定子铁心与所述铁心托盘套接，所述插销的一端穿过所述燕尾槽或第一固定孔并与所述铁心托盘相连，所述插销用以限定所述定子铁心的片间位移、轴向以及周向的位移；所述行星减速机构包括太阳轮齿圈和中心轮，所述永磁体固定于所述转子盘的与所述定子铁心相对的一面，所述太阳轮齿圈固定于所述转子盘的另一面，所述中心轮固定于所述轮毂的内表面。
优选地，所述行星减速机构包括行星架、所述中心轮、所述太阳轮齿圈和行星轮，所述行星架固定套设在所述主轴上，所述行星轮转动安装在所述行星架上，所述行星架具有单向离合器。
优选地，所述定子铁心为硅钢片卷带经连续冲片工艺后加预应拉力卷绕而成，所述定子齿间设有安装槽，所述安装槽用以安装霍尔位置传感器，所述霍尔位置传感器，与安装在所述铁心托盘上的PCB线路板连接，所述PCB线路板与所述引出线相连接。
优选地，所述轴承单元为双列角接触球轴承，或深沟球轴承与单列角接触球轴承的串联组合，或两个单列角接触球轴承的串联组合。
优选地，所述铁心托盘具有定位边和圆柱状的外侧面，所述定子铁心的轭部与所述圆柱状的外侧面套接，所述定位边用以对所述定子铁心轴向定位。
优选地，所述铁心托盘具有圆柱状的外侧面，还具有圆形托盘或周向阵列布置的辐条形托盘，所述定子铁心的轭部与所述圆柱状的外侧面套接，所述圆形托盘或所述辐条形托盘用以对所述定子铁心轴向定位和固定。
优选地，所述铁心托盘位于所述定子铁心的一面设有外环圈和内环圈，所述定子铁心套接于所述外环圈和所述内环圈之间。
优选地，所述铁心托盘位于所述定子铁心的一面设有外环圈和内环圈，所述铁心托盘位于所述内环圈以外的外周交替设有开口，所述开口用以减轻所述铁心托盘的重量，所述定子铁心套接于所述外环圈和所述内环圈之间。
优选地，所述铁心托盘上设有第一固定槽，所述第一固定槽与所述燕尾槽或所述第一固定孔位置正对且方向一致，所述第一固定槽和所述定位边位于所述铁心托盘的同侧，所述插销用以穿过所述定子铁心的所述燕尾槽或所述第一固定孔并紧抵所述第一固定槽的槽底，并通过冲压工艺对所述第一固定槽的边缘进行冲压压紧所述插销，从而实现所述定子铁心与所述铁心托盘的稳固连接。
优选地，所述铁心托盘的所述圆形托盘或所述辐条形托盘上，设有与所述定子铁心的所述燕尾槽位置正对且方向一致的第二固定槽，所述第二固定槽位于所述定子铁心一侧的槽口宽度小于另一侧的槽口宽度，所述插销用以插入所述定子铁心的所述燕尾槽和所述铁心托盘的所述第二固定槽，从而实现所述定子铁心与所述铁心托盘的稳固连接。
优选地，所述外环圈上设有与所述定子铁心的所述第一固定孔相对应的第二固定孔，所述内环圈上设有与所述第一固定孔相对应的第三固定孔，所述插销从所述第二固定孔插入并贯穿插入所述第一固定孔及所述第三固定孔，从而实现所述定子铁心与所述铁心托盘的稳固连接。
优选地，所述铁心托盘位于所述定子铁心的另一面的外圆角设有与所述燕尾槽或所述第一固定孔相对应的第三固定槽，所述铁心托盘位于所述内环圈处设有与所述燕尾槽或所述第一固定孔相对应的第四固定槽，所述插销从所述第三固定槽插入并贯穿插入所述燕尾槽或所述第一固定孔及所述第四固定槽，从而实现所述定子铁心与所述铁心托盘的稳固连接。
优选地，所述转子盘和/或所述铁心托盘上设有通风口。
优选地，所述定子轭上的所述燕尾槽或所述第一固定孔，在所述定子铁心的内圆处与所述定子齿对应，并与所述定子齿两侧的一个所述线槽平行，所述燕尾槽的槽口宽度小于槽底宽度。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明将轴向磁场电机，特别是单定子单转子结构的轴向磁场电机应用于电动自行车的轮毂电机，永磁体用量比传统电机下降20％以上，铁心材料消耗减少超过50％，电机最高效率提升约10％，高效率区间提前且宽度大幅增加，大幅提高了电动自行车的续行里程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例轴向磁场有齿轮毂电机结构示意图；
图2为本实施例轴向磁场有齿轮毂电机电机分解图；
图3为定子铁心组件的结构示意图；
图4为轴承单元的结构示意图；
图5为铁心托盘的结构示意图；
图6为定子铁心与铁心托盘的安装示意图；
图7为铁心托盘的另一种结构示意图；
图8为定子铁心与铁心托盘的另一种安装示意图；
图9为铁心托盘的另一种结构示意图；
图10为铁心托盘的另一种结构示意图；
图11为铁心托盘的另一种结构示意图；
图12为铁心托盘的另一种结构示意图；
图13为定子铁心线槽与开口槽位置关系图；
图14为本实施例轴向磁场有齿轮毂电机48V340W样机“功率—效率”曲线图；
附图标记说明：1主轴；2轮毂；3端盖；4线孔；5引出线；6转子盘；7定子铁心；8铁心托盘；9线圈绕组；10永磁体；11插销；12线槽；13定子齿；14定子轭；15燕尾槽；17滚动体；18太阳轮齿圈；19中心轮；20行星架；21行星轮；22定轴；23安装槽；24霍尔位置传感器；25PCB线路板；26双列角接触球轴承；27深沟球轴承；28单列角接触球轴承；29定位边；30第一固定槽；31圆形托盘；32辐条形托盘；33第二固定槽；34外环圈；35内环圈；36第二固定孔；37第三固定孔；38第三固定槽；39第四固定槽；40通风口；41气隙空间。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种轴向磁场有齿轮毂电机，用以将效率高、高效率区间宽的轴向磁场电机应用于电动自行车领域，满足人们对行驶里程增加的要求。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-13所示，本实施例提供一种轴向磁场有齿轮毂电机，包括主轴1、轮毂2和端盖3，所述轮毂2和端盖3滚动套接在所述主轴1上，所述轮毂2与所述端盖3可拆卸式固定连接，并围成一个内部空间。还包括电机和行星减速机构，所述电机和所述行星减速机构位于所述轮毂2和所述端盖3围成的内部空间中，所述主轴1上设有线孔4，所述电机的引出线5用以穿过所述线孔4并与外部控制器相连，所述电机为单定子单转子结构的轴向磁场电机，包括一转子盘6、一定子铁心7、一铁心托盘8、多个线圈绕组9、多个永磁体10和多个插销11，所述定子铁心具有线槽12、定子齿13和定子轭14，所述线圈绕组9通过所述线槽12绕设在所述定子齿13上，所述定子齿13的磁极面与所述主轴1垂直，所述定子轭14上设有燕尾槽15或第一固定孔；所述转子盘6通过包含有角接触轴承的具有两列滚动体17的轴承单元与所述主轴1转动连接，所述铁心托盘8与所述主轴1固定连接，所述定子铁心7与所述铁心托盘8套接，所述插销11的一端穿过所述燕尾槽15或第一固定孔并与所述铁心托盘8相连，所述插销11用以限定所述定子铁心7的片间位移、轴向以及周向的位移；所述行星减速机构包括太阳轮齿圈18和中心轮19，所述永磁体10固定于所述转子盘6的与所述定子铁心7相对的一面，所述太阳轮齿圈18固定于所述转子盘6的另一面，所述中心轮19固定于所述轮毂2的内表面。
本实施例的轴向磁场轮毂电机在使用时，通过引出线5为单定子单转子结构的轴向磁场电机供电后，主轴1不转动，转子盘6转动带动太阳轮齿圈18转动，由于太阳轮齿圈18为行星减速机构的输入端，中心轮19为行星减速机构的输出端，由中心轮19带动轮毂2转动。定子铁心7受到永磁体10的轴向磁拉力通过插销11与铁心托盘8传递至主轴1，转子盘6受到的轴向磁拉力由包含有角接触轴承的轴承单元传递至主轴1，由于该轴向磁拉力在周向上不会呈理论上的均匀性，因此采用有两列滚动体的轴承单元以克服由此对转子盘6产生的倾覆力矩。
行星减速机构为本领域常用结构，其具体形式本领域技术人员可根据实际需要进行调整。本实施例中的行星减速机构包括行星架20、中心轮19、太阳轮齿圈18和行星轮21，其中行星轮21为双联齿轮，行星架20固定套设在主轴1上，行星轮21转动安装在行星架20的定轴22上，太阳轮齿圈18通过行星轮21将动力传输至中心轮19，从而带动轮毂2转动。行星架18组合有单向离合器，使电动自行车在无动力输入时仍具有良好的滑行能力，无电骑行时，不受电机的磁滞阻力的影响。
如图3所示，本实施例的定子铁心7为硅钢片卷带经连续冲片工艺后加预应拉力卷绕而成，定子齿10上设有安装槽23，安装槽23用以安装霍尔位置传感器24，霍尔位置传感器24的管脚与安装在铁心托盘8上的PCB线路板25连接，PCB线路板25与引出线5相连接，如图8所示。
本领域技术人员可根据实际需要对轴承单元的具体形式进行选择，只要轴承单元具有能够承担轴向磁拉力的角接触球轴承，并且轴承单元具有承担倾覆力矩的两列滚动体17即可。例如，轴承单元可以为双列角接触球轴承26，如图4所示；或深沟球轴承27与单列角接触球轴承28的串联组合，如图1、图4所示；或两个单列角接触球轴承28的串联组合。
单定子单转子结构的轴向磁场电机，其气隙空间41的大小是由永磁体10与定子铁心7在主轴1上的轴向排列所决定的，定子铁心7是借助于插销11与铁心托盘8进行连接固定的，从而实现其轴向定位固定，插销11和铁心托盘8的结构有多种不同形式可供选择，插销11、定子铁心7和铁心托盘8三者之间的连接方式也有不同的选择，本领域技术人员可根据本实施方案的以下三个实施例但不仅限于该三个实施例进行选择。
实施例一：
如图5所示，铁心托盘8具有定位边29和圆柱状的外侧面，定子铁心7的轭部与圆柱状的外侧面套接，只需将定子铁心8与定位边29相贴合即可实现定子铁心7的轴向定位。
铁心托盘上设有第一固定槽30，第一固定槽30与定子铁心7上的燕尾槽15或第一固定孔位置正对且方向一致，第一固定槽30和定位边29位于铁心托盘8的同侧，插销11用以穿过定子铁心7的燕尾槽15或第一固定孔并紧抵第一固定槽30的槽底，并通过冲压工艺对所述第一固定槽30的边缘进行冲压压紧所述插销11，从而实现定子铁心7与铁心托盘8的稳固连接，如图6所示。
实施例二：
如图7所示，铁心托盘8具有圆柱状的外侧面，还具有圆形托盘31或周向阵列布置的辐条形托盘32，定子铁心7的轭部与所述圆柱状的外侧面套接，圆形托盘31或辐条形托盘32用以对定子铁心7轴向定位。
如图7所示，铁心托盘8的圆形托盘31或辐条形托盘32上，设有与定子铁心7的燕尾槽15位置正对且方向一致的第二固定槽33，第二固定槽33位于定子铁心7一侧的槽口宽度小于另一侧的槽口宽度，插销11用以插入定子铁心7的燕尾槽15和铁心托盘8的第二固定槽33，从而实现所述定子铁心7与所述铁心托盘8的稳固连接。本实施例的插销11，为相对设置的有两个燕尾形的结构与定子铁心7上的燕尾槽15和第二固定槽33配合，如图8所示，由于存在较大的轴向磁拉力，作用在定子铁心7、插销11和铁心托盘8上的静摩擦力也较大，从而实现定子铁心7与铁心托盘8的稳固连接。
实施例三：
铁心托盘8位于定子铁心7的一面设有外环圈34和内环圈35，定子铁心7的轭部套接于外环圈34和内环圈35之间，并以铁心托盘8的托盘面进行轴向定位，如图9、11所示。铁心托盘8在本实施例的另一种结构是，内环圈35以外的外周部分交替设有开口，铁心托盘8的托盘面和外环圈34呈周向阵列布置，用以减轻铁心托盘8的重量，如图10、12所示。
如图9、10所示，定子铁心7的轭部设有第一固定孔，铁心托盘8的外环圈34上设有与定子铁心7的第一固定孔相对应的第二固定孔36，内环圈34上设有与第一固定孔相对应的第三固定孔37，插销11从第二固定孔36插入并贯穿插入第一固定孔及第三固定孔37，由于存在较大的轴向磁拉力，作用在定子铁心7、插销11和铁心托盘8上的静摩擦力也较大，从而实现定子铁心7与铁心托盘8的稳固连接。
如图11、12所示，定子铁心7的轭部设有燕尾槽15或第一固定孔，铁心托盘8位于定子铁心7的另一面的外圆角设有与燕尾槽15或第一固定孔相对应的第三固定槽38，铁心托盘8位于内环圈35处设有与燕尾槽15或第一固定孔相对应的第四固定槽39，插销11从第三固定槽38插入并贯穿插入燕尾槽15或第一固定孔及第四固定槽39，由于存在较大的轴向磁拉力，作用在定子铁心7、插销11和铁心托盘8上的静摩擦力也较大，从而实现定子铁心7与铁心托盘8的稳固连接。
电动自行车轮毂电机的密封性较高，要求具有良好的涉水性能，本实施例还在主轴1与轮毂2及端盖3的结合处设有密封圈42，并在主轴1的线孔5位置处设有注胶口43，以提高本发明一种轴向磁场有齿轮毂电机的防水性能。而在相对密封的环境下提高轮毂电机的散热能力，可以有效地提高轮毂电机性能的稳定性，消除永磁体因温度升高而产生的“失磁”现象。本实施例中转子盘6和/或铁心托盘8上设有通风口40，由于转子盘6与铁心托盘8相对转动，将带动气隙空间41中的空气随转子盘6流动，转子盘6边缘处空气的流速大于内侧空气的流速，因而外侧气压小于内侧气压，形成“泵吸效应”，冷空气从通风口40进入转子盘6和定子铁心7之间的气隙空间41，提高轮毂2内空气的流动性，从而提高散热能力。
轮毂电机的内部空间有限，尤其是自行车的轮毂开档尺寸有限，要求轮毂电机尽可能节省轴向空间，本实施方案的定子铁心7，在其定子轭部的燕尾槽15或第一固定孔，在定子铁心7的内圆处与定子齿13对应设置，可以在保证轭部磁路不饱和的前提下尽可能地减小定子轭14的高度，节省轴向空间并减轻电机重量，而在生产工艺中定子铁心上的线槽12和燕尾槽15或第一固定孔是同时冲压成形，两者间的间距是相等的，因此燕尾槽15或第一固定孔与定子齿13两侧的一个线槽12相平行，如图13所示。在轴向空间相对宽裕时，定子铁心7可选择采用第一固定孔的型式，；轴向空间较小时，定子铁心7可选择燕尾槽15有型式，燕尾槽15的槽口宽度小于槽底宽度，如图6、8所示。
如图2所示，采用本实施例上述结构的有齿轮毂电机样机，设计额定电压48V，额定功率340W，驱动电机空载转速2190rpm/min，轮毂2空载转速308rpm/min，轴向磁场直流电机采用18槽20极分数槽同步直流电机型式，定子铁心7内外径分别为
和
电枢绕组采用
并绕方式，并联支路数为1，磁极位置传感器为霍尔位置传感器24。
样机测试结果见图14，最大效率达89％，输入功率118W～582W的功率范围内的效率均在80％以上，与市场上主流的48V350W低速轮毂电机作对比，本发明电机具有明显的优势。20寸1.75宽轮胎的样车，用48V14Ah锂电池作动力源，在风力三～四级的平坦路面上，按平均时速24Km/h纯电动骑行测试，续行里程达100Km，实现了本发明的目的。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (13)
1.一种轴向磁场有齿轮毂电机，包括主轴、轮毂和端盖，所述轮毂和端盖滚动套接在所述主轴上，所述轮毂与所述端盖可拆卸式固定连接，其特征在于：
还包括电机和行星减速机构，所述电机和所述行星减速机构位于所述轮毂和所述端盖围成的内部空间中，所述主轴上设有线孔，所述电机的引出线用以穿过所述线孔并与外部控制器相连，所述电机为单定子单转子结构的轴向磁场电机，包括一转子盘、一定子铁心、一铁心托盘、多个线圈绕组、多个永磁体和多个插销，所述定子铁心具有线槽、定子齿和定子轭，所述线圈绕组通过所述线槽绕设在所述定子齿上，所述定子轭上设有燕尾槽或第一固定孔；所述转子盘通过包含有角接触轴承的具有两列滚动体的轴承单元与所述主轴转动连接，所述铁心托盘与所述主轴固定连接，所述定子铁心与所述铁心托盘套接，所述插销的一端穿过所述燕尾槽或第一固定孔并与所述铁心托盘相连，所述插销用以限定所述定子铁心的片间位移、轴向以及周向的位移；所述行星减速机构一端与所述转子盘固定连接，另一端与所述轮毂固定连接。
2.根据权利要求1所述的轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述定子铁心为硅钢片卷带经连续冲片工艺后加预应拉力卷绕而成，所述定子齿间设有安装槽，所述安装槽用以安装霍尔位置传感器，所述霍尔位置传感器，与安装在所述铁心托盘上的PCB线路板连接，所述PCB线路板与所述引出线相连接。
3.根据权利要求1所述的轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述轴承单元为双列角接触球轴承，或深沟球轴承与单列角接触球轴承的串联组合，或两个单列角接触球轴承的串联组合。
4.根据权利要求1所述的轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述铁心托盘具有定位边和圆柱状的外侧面，所述定子铁心的轭部与所述圆柱状的外侧面套接，所述定位边用以对所述定子铁心轴向定位。
5.根据权利要求1所述的轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述铁心托盘具有圆柱状的外侧面，还具有圆形托盘或周向阵列布置的辐条形托盘，所述定子铁心的轭部与所述圆柱状的外侧面套接，所述圆形托盘或所述辐条形托盘用以对所述定子铁心轴向定位和固定。
6.根据权利要求1所述的轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述铁心托盘位于所述定子铁心的一面设有外环圈和内环圈，所述定子铁心套接于所述外环圈和所述内环圈之间。
7.根据权利要求1所述的轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述铁心托盘位于所述定子铁心的一面设有外环圈和内环圈，所述铁心托盘位于所述内环圈以外的外周交替设有开口，所述开口用以减轻所述铁心托盘的重量，所述定子铁心套接于所述外环圈和所述内环圈之间。
8.根据权利要求5所述的轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述铁心托盘上设有第一固定槽，所述第一固定槽与所述燕尾槽或所述第一固定孔位置正对且方向一致，所述第一固定槽和所述定位边位于所述铁心托盘的同侧，所述插销用以穿过所述定子铁心的所述燕尾槽或所述第一固定孔并紧抵所述第一固定槽的槽底，并通过冲压工艺对所述第一固定槽的边缘进行冲压压紧所述插销，从而实现所述定子铁心与所述铁心托盘的稳固连接。
9.根据权利要求6所述的轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述铁心托盘的所述圆形托盘或所述辐条形托盘上，设有与所述定子铁心的所述燕尾槽位置正对且方向一致的第二固定槽，所述第二固定槽位于所述定子铁心一侧的槽口宽度小于另一侧的槽口宽度，所述插销用以插入所述燕尾槽和所述第二固定槽，从而实现所述定子铁心与所述铁心托盘的稳固连接。
10.根据权利要求7或8所述的轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述外环圈上设有与或所述第一固定孔相对应的第二固定孔，所述内环圈上设有与所述第一固定孔相对应的第三固定孔，所述插销从所述第二固定孔插入并贯穿插入所述第一固定孔及所述第三固定孔，从而实现所述定子铁心与所述铁心托盘的稳固连接。
11.根据权利要求7或8所述的轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述铁心托盘位于所述定子铁心的另一面的外圆角设有与所述燕尾槽或所述第一固定孔相对应的第三固定槽，所述铁心托盘位于所述内环圈处设有与所述燕尾槽或所述第一固定孔相对应的第四固定槽，所述插销从所述第三固定槽插入并贯穿插入所述燕尾槽或所述第一固定孔及所述第四固定槽，从而实现所述定子铁心与所述铁心托盘的稳固连接。
12.根据权利要求1所述的轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述转子盘和/或所述铁心托盘上设有通风口。
13.根据权利要求1所述的轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述定子轭上的所述燕尾槽或所述第一固定孔，在所述定子铁心的内圆处与所述定子齿对应，并与所述定子齿两侧的一个所述线槽平行，所述燕尾槽的槽口宽度小于槽底宽度。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111509908A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-08-07 | 重庆大学 | 一种销轴式摆线轮毂电机 |
| WO2021031696A1 (zh) * | 2019-08-16 | 2021-02-25 | 眭华兴 | 一种轻型电动自行车有齿轮毂电机 |
| CN116455136A (zh) * | 2023-06-16 | 2023-07-18 | 深圳小象鸿业机电有限公司 | 一种轮毂电机 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106230217A (zh) * | 2016-10-09 | 2016-12-14 | 常州工学院 | 一种盘式无铁芯直流电机驱动的轮毂电机 |
| CN106385135A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-02-08 | 眭华兴 | 一种节能型电动自行车轮毂电机 |
| CN110350749A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-10-18 | 眭华兴 | 一种轴向磁场轮毂电机 |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106230217A (zh) * | 2016-10-09 | 2016-12-14 | 常州工学院 | 一种盘式无铁芯直流电机驱动的轮毂电机 |
| CN106385135A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-02-08 | 眭华兴 | 一种节能型电动自行车轮毂电机 |
| CN110350749A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-10-18 | 眭华兴 | 一种轴向磁场轮毂电机 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021031696A1 (zh) * | 2019-08-16 | 2021-02-25 | 眭华兴 | 一种轻型电动自行车有齿轮毂电机 |
| CN111509908A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-08-07 | 重庆大学 | 一种销轴式摆线轮毂电机 |
| CN116455136A (zh) * | 2023-06-16 | 2023-07-18 | 深圳小象鸿业机电有限公司 | 一种轮毂电机 |
| CN116455136B (zh) * | 2023-06-16 | 2023-08-29 | 深圳小象鸿业机电有限公司 | 一种轮毂电机 |
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