CN204392044U - 一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机 - Google Patents

Abstract

一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机，包括端盖、转子总成、定子总成及电机轴，端盖位于转子总成两侧，端盖由固定端盖和鼓刹端盖构成，转子总成由轮辋、呈左偏置安装的导磁环、固定环及永磁体构成，转子总成配合安装定子总成，定子总成由铁芯及通槽构成，通槽用于安装绕组，铁芯外圆周处设有硅钢片，硅钢片呈叠装结构，铁芯中心呈右偏置设有一固定轴套，固定轴套外圆周侧设有固定支架，固定轴套与电机轴为过盈配合，电机轴与固定轴套连接部位设有滚花结构。本实用新型通过优化设计电机结构，采用偏置式安装方式，提高了定子总成与转子总成的直径尺寸，增强了电机的转矩、效率等关键性能参数，提高了整车的载荷能力。

Description

一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机

技术领域

    本实用新型及电动车电机技术领域，具体而言本实用新型特别涉及一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机。

背景技术

电机是电动车的核心部件之一，电动车电机的性能优劣直接影响电动车的安全性、操作性、可靠性以及使用寿命周期。考虑到电动车整体的使用便捷，通常电动车的轮胎相对较小，电机轮辋外径尺寸受到轮胎安装尺寸影响，导致内置导磁环尺寸及定子总成尺寸受到限制，现有的电动车用普通永磁无刷电机通常采用对称式结构安装，其转子总成和定子总成通常安置在电机中部，导致电机回旋半径受到影响，电机作为电动车的驱动核心，电动车在山区或大坡度道路上运行时，极易出现大负载或超载的情况，从而使电机使用寿命降低，故障率高。同时现有的电动车用普通永磁无刷电机在下雨天或灰尘多的环境下运行时时，因持续运行过程中温度升高，导致电机内部气压增大，若电机出现骤冷情况，导致内外出现气压差，会使外部水汽或灰尘通过电机微小缝隙进去电机内部，从而导致电机绝缘性能降低，影响电机使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述不足，提供一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机，合理优化了结构空间，通过偏置式安装结构特点，增大了内部安装尺寸，提高了电机的转矩、效率等关键性能参数。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机，包括端盖、转子总成、定子总成及电机轴，其特征在于：所述端盖位于所述转子总成两侧，所述端盖由固定端盖和鼓刹端盖构成，所述转子总成由位于外围的轮辋、所述轮辋内圆周呈左偏置焊接固定的导磁环、位于所述导磁环右侧的固定环及贴装在所述导磁环内圆周的永磁体构成，所述转子总成内部配合安装所述定子总成，所述定子总成由铁芯及位于所述铁芯圆周方向的通槽构成，所述通槽用于安装绕组，所述铁芯外圆周处设有硅钢片，所述硅钢片呈叠装结构，所述铁芯中心呈右偏置设有一固定轴套，所述固定轴套外圆周侧设有固定支架，所述固定轴套与所述电机轴为过盈配合，所述电机轴与所述固定轴套连接部位设有滚花结构。

所述固定端盖位于所述导磁环左侧，所述固定端盖与所述导磁环之间采用硅胶密封配合，所述鼓刹端盖位于所述固定环右侧，所述鼓刹端盖与所述固定环之间采用硅胶密封配合。

    所述轮辋中部设有槽底，所述槽底呈非对称圆角结构。

所述导磁环采用高导磁材料制成，所述导磁环优选采用8号碳素钢，所述导磁环呈圆环状结构，所述导磁环与所述固定端盖通过紧固螺钉连接固定。

所述固定环采用中碳钢材料制成，所述固定环呈圆环状结构，所述固定环与所述鼓刹端盖通过紧固螺钉连接固定。

    所述永磁体采用钕铁硼磁性材料制成，优选采用N38H钕铁硼磁性材料制成，所述永磁体优选极数为48极或60极。

    所述通槽槽数优选采用54槽，所述通槽槽面积为75~90mm²。

    所述固定支架呈右偏置结构，所述固定支架呈非对称分叉三角形结构，所述固定支架底部两端紧固连接所述固定轴套，所述固定支架采用冷轧碳素钢。

    所述电机轴贯穿连接所述定子总成及所述端盖中心部位，所述电机轴与所述端盖之间设有油封和轴承，所述油封位于所述轴承外侧。

    所述电机轴与所述固定端盖连接处外侧设有一斜穿孔，所述斜穿孔配合贯穿连接一线缆，所述线缆内设有一通气管。

本实用新型与现有技术相比具有如下突出优点和效果：本实用新型采用偏置式安装结构，通过优化内部空间，解决了在不改变轮胎安装尺寸的情况下，增大了电机导磁环的内径尺寸，从而使电机定子总成尺寸得到进一步增大，增强了电机的转矩、效率等关键性能参数，提高了整车的载荷能力，同时通常设置通气管结构使电机内腔具有稳压效果，保证了电机的防水和防尘功效，提高了电机的使用寿命。本实用新型结构优选适用尺寸为电动自行车用12寸、14寸、16寸及18寸和电动摩托车用8寸、10寸、12寸及13寸。

本实用新型具体的突出性结构优点和有益效果为：本实用新型通过优化轮辋槽底，采用非对称圆角结构，避免了轮辋与绕组发生干涉现象，同时优化了内部空间结构，方便导磁环的偏置安装，同时增设固定环装置，与导磁环形成一个双环稳固结构，使端盖可以得到有效的固定，同时双环结构的组合可以增加轮辋的耐冲击强度。端盖与导磁环和固定环之间采用硅胶密封配合，增加了电机内腔的密封性，可以提高电机的防尘防水功能，使电机内部具有更好的运行环境。导磁环采用高导磁材料制成，优选采用8号碳素钢，可以有效的保证导磁环具有高导磁率及一定的强度和韧性，永磁体贴装在导磁环内壁，采用N38H钕铁硼磁性材料制成，该材料为稀土永磁材料，具有优异的磁性能及机械特性。转子总成与定子总成的极槽配比选用48极54槽和60极54槽，该两种配比结构分别具有整机高效率和整机高转矩。固定支架呈非对称分叉三角形结构，右偏置结构使固定支架底部两端紧固连接固定轴套，提高稳固效果，固定轴套呈右偏置固定，提高了整体的稳定性，同时方便整体结构的安装，固定轴套内部连接电机轴，通过过盈配合完成紧固连接，同时电机轴在与固定轴套连接部位设有滚花结构，可以提高紧固效果，电机轴与端盖之间设有油封和轴承，可以完成对电机轴的稳固和密封。电机轴外侧设有一斜穿孔，斜穿孔用于连接线缆，线缆内设有一通气管，该通气管可以使电机内腔形成一个稳压装置，保证了电机的防水和防尘功效。

综合所述，本实用新型改进了传统电机的安装结构，通过优化轮辋结构和采用偏置式安装结构，增设固定环，形成双环稳固结构，合理规划了电机的安装尺寸空间，改进了电动车电机安装的缺陷，提高了电动车的动力性能。

本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为本实用新型实施例的截面剖视结构示意图；

图2为本实用新型实施例的线缆安装结构示意图；

图3为本实用新型实施例的铁芯整体结构示意图；

    图4为本实用新型实施例的铝合金轮辋结构示意图。

    具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1至图3所示，本实用新型提供一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机，包括端盖1、转子总成2、定子总成3及电机轴4，端盖1位于所述转子总成2两侧，端盖1由固定端盖11和鼓刹端盖12构成，固定端盖11位于导磁环23左侧，固定端盖11与导磁环23之间采用硅胶密封配合，提高电机的密封效果，鼓刹端盖12位于固定环25右侧，鼓刹端盖12与固定环25之间采用硅胶密封配合，提高电机的密封效果，转子总成2由位于外围的轮辋21、轮辋21内圆周呈左偏置焊接固定的导磁环23、位于导磁环23右侧的固定环25及贴装在导磁环23内圆周的永磁体22构成，轮辋21、导磁环23及固定环25组合形成轮毂结构，轮辋21中部设有槽底24，槽底24呈非对称圆角结构，非对称圆角结构采用一大一小两个不同的圆角连接构成，大圆角面位于左侧，轮辋21采用钢材冲压、卷绕制成，通过优化轮辋21的槽底24结构，避免了轮辋41与绕组33发生干涉现象，同时优化了内部空间结构，方便导磁环23的偏置安装，导磁环23采用高导磁材料制成，导磁环23优选采用8号碳素钢，通过退火处理，可以提高导磁环23力学性能，有效的保证导磁环23具有高导磁率及一定的强度和韧性，导磁环23呈圆环状结构，导磁环23与固定端盖11通过紧固螺钉13连接固定，固定环25采用中碳钢材料制成，固定环25呈圆环状结构，固定环25与鼓刹端盖12通过紧固螺钉13连接固定（未在图中显示），固定环25与导磁环23形成一个双环稳固结构，使端盖1可以得到有效的固定，同时双环结构的组合可以增加轮辋21的耐冲击强度，永磁体22采用N38H钕铁硼磁性材料制成，该材料为稀土永磁材料，具有优异的磁性能及机械特性，转子总成2内部配合安装定子总成3，定子总成3由铁芯31及位于铁芯31圆周方向的通槽36构成，通槽36槽数优选采用54槽，通槽36槽面积为75~90mm²，槽通36用于安装绕组33，铁芯31外圆周处设有硅钢片35，硅钢片35呈叠装结构，硅钢材料优选选用35W360，叠装完成后进行回火处理，细化晶粒，去除应力，得到稳定的晶体结构，使硅钢片35的磁化强度得到最大复原，铁芯31中心呈右偏置设有一固定轴套32，固定轴套32外圆周侧设有固定支架34，固定支架34呈右偏置结构，固定支架34呈非对称分叉三角形结构，右偏置结构使固定支架34底部两端紧固连接固定轴套32，固定轴套32呈右偏置固定，提高了整体的稳定性，同时方便整体结构的安装，提高稳固效果，固定支架34采用冷轧碳素钢，固定轴套32与电机轴4为过盈配合，电机轴4与固定轴套32连接部位设有滚花结构，可以提高紧固效果，电机轴4贯穿连接定子总成3及端盖1中心部位，电机轴4选用调质钢，优选采用40Cr，通过调质处理，提高力学性能，电机轴4与端盖1之间设有油封41和轴承42，可以完成对电机轴的稳固和密封，油封41位于轴承42外侧，电机轴4与固定端盖11连接处外侧设有一斜穿孔43，斜穿孔43配合贯穿连接一线缆44，线缆44内设有一通气管45，该通气管45可以使电机内腔形成一个稳压装置，保证了电机的防水和防尘功效。

实施例1

依据上述整体结构，本实用新型转子总成与定子总成的优选极槽配比选用48极54槽，利用48极永磁体，可以减少电机铁损，获得优良的整体效率，结合绕组电流密度与铁芯最大磁场密度选用最佳的54槽结构，槽面面积采用75~90mm²，该结构配比提高了电机的整体效率，具有高速型的特点。

实施例2

依据上述整体结构，本实用新型转子总成与定子总成的优选极槽配比选用60极54槽，利用60极永磁体，可以减少电机定位力矩，获得优良的整体转矩效果，结合绕组电流密度与铁芯最大磁场密度选用最佳的54槽结构，槽面面积采用75~90mm²，该结构配比提高了电机的整体效率，具有转矩型的特点。

实施例3

依据上述整体结构，如图4所示，本实用新型的轮辋21可采用铝合金铸造制成，采用铝合金轮辋5结构替换原有轮辋21，铝合金轮辋5结构中部同样设置有铝合金槽底54，呈非对称圆角结构，呈一大一小两个圆角结构，铝合金轮辋5左侧设有一个连接台51，连接台51内表面左侧设有固定端盖定位止口52可以完成固定端盖11的定位安装，同时固定端盖11与连接台52左侧面通过紧固螺钉53完成紧固连接，连接台51内表面连接安装导磁环23，在小圆角内壁形成一个紧固台55，该紧固台55表面右侧设有鼓刹端盖定位止口56，鼓刹端盖12完成定位后通过紧固螺钉53与紧固台55右侧边紧固连接，该结构同样适用于转子总成2及定子总成1的偏置安装，利用固定端盖定位止口52和鼓刹端盖定位止口56完成端盖1定位连接，通过紧固螺钉53完成紧固工序，内置呈相同结构安装。

综合上述所述，本实用新型采用偏置式安装结构，通过优化内部空间，解决了在不改变轮胎安装尺寸的情况下，增大了电机导磁环的内径尺寸，从而使电机定子总成尺寸得到进一步增大，增强了电机的转矩、效率等关键性能参数，提高了整车的载荷能力，同时通常设置通气管结构使电机内腔具有稳压效果，保证了电机的防水和防尘功效，提高了电机的使用寿命，同时增加了电机尺寸的多样化选择，其中适用于电动自行车车用电机的尺寸为12寸、14寸、16寸及18寸，适用于电动摩托车车用电机的尺寸为8寸、10寸、12寸及13寸，上述电机尺寸为优选尺寸范围，使电动自行车及电动摩托车的运作性能得到进一步的提高。

本实用新型改进了传统电机的安装结构，通过优化轮辋结构和采用偏置式安装结构，增设固定环，形成双环稳固结构，合理规划了电机的安装尺寸空间，改进了电动车电机安装的缺陷，提高了电动车的动力性能。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (10)

1.一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机，包括端盖（1）、转子总成（2）、定子总成（3）及电机轴（4），其特征在于：所述端盖（1）位于所述转子总成（2）两侧，所述端盖（1）由固定端盖（11）和鼓刹端盖（12）构成，所述转子总成（2）由位于外围的轮辋（21）、所述轮辋（21）内圆周呈左偏置焊接固定的导磁环（23）、位于所述导磁环（23）右侧的固定环（25）及贴装在所述导磁环（23）内圆周的永磁体（22）构成，所述转子总成（2）内部配合安装所述定子总成（3），所述定子总成（3）由铁芯（31）及位于所述铁芯（31）圆周方向的通槽（36）构成，所述通槽（36）用于安装绕组（33），所述铁芯（31）外圆周处设有硅钢片（35），所述硅钢片（35）呈叠装结构，所述铁芯（31）中心呈右偏置设有一固定轴套（32），所述固定轴套（32）外圆周侧设有固定支架（34），所述固定轴套（32）与所述电机轴（4）为过盈配合，所述电机轴（4）与所述固定轴套（32）连接部位设有滚花结构。

2.根据权利要求1所述的一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机，其特征在于：所述固定端盖（11）位于所述导磁环（23）左侧，所述固定端盖（11）与所述导磁环（23）之间采用硅胶密封配合，所述鼓刹端盖（12）位于所述固定环（25）右侧，所述鼓刹端盖（12）与所述固定环（25）之间采用硅胶密封配合。

3. 根据权利要求1所述的一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机，其特征在于：所述轮辋（21）中部设有槽底（24），所述槽底（24）呈非对称圆角结构。

4.根据权利要求1所述的一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机，其特征在于：所述导磁环（23）采用高导磁材料制成，所述导磁环（23）呈圆环状结构，所述导磁环（23）与所述固定端盖（11）通过紧固螺钉（13）连接固定。

5.根据权利要求1所述的一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机，其特征在于：所述固定环（25）采用中碳钢材料制成，所述固定环（25）呈圆环状结构，所述固定环（25）与所述鼓刹端盖（12）通过紧固螺钉（13）连接固定。

6. 根据权利要求1所述的一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机，其特征在于：所述永磁体（22）采用钕铁硼磁性材料制成，所述永磁体（22）采用极数为48极或60极。

7. 根据权利要求1所述的一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机，其特征在于：所述通槽（36）槽数采用54槽，所述通槽（36）槽面积为75~90mm²。

8.  根据权利要求1所述的一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机，其特征在于：所述固定支架（34）呈右偏置结构，所述固定支架（34）呈非对称分叉三角形结构，所述固定支架（34）底部两端紧固连接所述固定轴套（32），所述固定支架（34）采用冷轧碳素钢。

9.  根据权利要求1所述的一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机，其特征在于：所述电机轴（4）贯穿连接所述定子总成（3）及所述端盖（1）中心部位，所述电机轴（4）与所述端盖（1）之间设有油封（41）和轴承（42），所述油封（41）位于所述轴承（42）外侧。

10. 根据权利要求1所述的一种偏置安装结构的电动车用永磁直流无刷电机，其特征在于：所述电机轴（4）与所述固定端盖（11）连接处外侧设有一斜穿孔（43），所述斜穿孔（43）配合贯穿连接一线缆（44），所述线缆（44）内设有一通气管（45）。