CN210517920U - 电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机，沿所述电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机径向由内向外依次设有固定轴、定子、转子、驱动线圈、驱动发电线圈、转子角度传感器、驱动控制模块、发电整流模块和轮毂；所述电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机在驱动线圈停止供电时，所述定子与转子处于无磁阻状态，转子继续惯性旋转，车辆保持无磁阻滑行，实现了电机的驱动功能；电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机无永磁体部件。本实用新型所述的电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机有效的克服了电动车磁电机滑行时产生的磁阻,在电动车没电后或骑行时和普通自行车一样轻松。
Description
技术领域
本实用新型属于电动自行车驱动电机领域，尤其是涉及一种电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机。
背景技术
目前纯电动自行车使用的永磁电机磁阻较大，且在电池断电后难以骑行，给人们的出行带来了很大的困扰，同时电动自行车的大容量电池不仅增加了车身的重量，同时在电池报废处理使成本很高，也不利于环保。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机，以解决现有电动自行车电机磁阻大、电池断电后难以骑行的问题。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机，其特征在于：包括轮毂以及沿轮毂径向由内向外依次设置的固定轴、定子、转子、驱动线圈、驱动发电线圈、转子角度传感器、驱动控制模块和发电整流模块；所述转子角度传感器的信号输出端接入驱动控制模块；
所述固定轴与轮毂垂直设置，固定轴两端向外延伸与电动自行车车架固定连接，多个驱动线圈呈环形设置在固定轴周围；多个所述转子设置在驱动线圈周围；所述转子角度传感器设置在驱动线圈和转子之间。
所述定子远离固定轴的一端对向设有两个第一磁轭，两个所述第一磁轭通过其外部缠绕的电磁线圈连接；所述转子靠近固定轴的一端对向设有对应的第二磁轭，两个所述第二磁轭通过其外部缠绕的电磁线圈连接。
进一步的，所述定子设有多个定子磁极块，多个所述定子磁极块呈环形设置；所述转子设有多个转子线圈，多个所述转子线圈呈环形设置。
进一步的，所述电机通过控制励磁线圈电流强弱在转子上的发电线圈上获取电流产生磁阻，用于对电动自行车制动，所述励磁线圈即为驱动线圈。
进一步的，驱动控制模块通过控制驱动控制模块电流强弱在转子上的线圈上获取电流产生磁阻实现为电动自行车的刹车制动功能。
进一步的，所述电机转动和制动时共用定子、转子线圈。
进一步的，所述定子和转子的材质为硅钢。
相对于现有技术，本实用新型所述的电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机具有以下优势：
(1)本实用新型所述的电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机有效的克服了电动车磁电机滑行时产生的磁阻,便于电动车在无电的情况下骑行。
(2)本实用新型所述的电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机对制动电能回收，实现了电能回收的功能，可降低车载蓄电池容量和体积，减小电动车体重量。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例所述的电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机驱动模式工作示意图；
图2为本实用新型实施例所述的电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机驱动模式工作剖视图示意图；
图3为本实用新型实施例所述的电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机制动以及电能回收模式下工作示意图；
图4为本实用新型实施例所述的磁轭座示意图。
附图标记说明：
1-固定轴；2-定子；3-转子；31-一号线圈；32-二号线圈；33-三号线圈；34-四号线圈；35-五号线圈；36-六号线圈；37-七号线圈；38-八号线圈；4-驱动线圈；5-驱动发电线圈；6-转子角度传感器；7-电磁线圈；8-驱动控制模块；9-发电整流模块；10-轮毂。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机包括轮毂10以及沿轮毂10径向由内向外依次设置的固定轴1、定子2、转子3、驱动线圈4、驱动发电线圈5、转子角度传感器6、驱动控制模块8和发电整流模块9；所述转子角度传感器6的信号输出端接入驱动控制模块8；转子角度传感器6与驱动控制模块8的连接方式以及信号传输处理方式为现有技术，本申请不做赘述。
所述固定轴1与轮毂10垂直设置，固定轴1两端向外延伸与电动自行车车架固定连接，多个驱动线圈4呈环形设置在固定轴1周围；多个所述转子3设置在驱动线圈4周围；所述转子角度传感器6设置在驱动线圈4和转子3之间。
所述定子2远离固定轴1的一端对向设有两个第一磁轭，两个所述第一磁轭通过其外部缠绕的电磁线圈连接；所述转子3靠近固定轴1的一端对向设有对应的第二磁轭，两个所述第二磁轭通过其外部缠绕的电磁线圈7连接；所述第一磁轭和第二磁轭安装在如图4所示的磁轭座上；第一磁轭以及第二磁轭从上方插入至磁轭座上并通过磁轭座上的卡扣固定；所述磁轭座侧方还设有用于穿线的孔；所述第一磁轭以及第二磁轭与电磁线圈7的连接方式为现有技术，本申请不做赘述。
所述定子2设有多个定子2磁极块，多个所述定子2磁极块呈环形设置；
所述转子3设有多个转子线圈，多个所述转子线圈呈环形设置。
所述转子角度传感器6设置在转子3和驱动线圈4之间所述转子角度传感器6用于检测转子3相对于定子2旋转的角度，所述转子角度传感器6使用但不限于北京飞博尔电子有限公司生产的CM28-转子角度传感器。
所述电机还设有驱动功能，当所述电机处于驱动状态时，所述定子2与转子3用于驱动线圈4脉冲供电使转子3转动驱动车轮。
所述电机还设有电磁制动功能，所述电机通过控制励磁线圈电流强弱在转子3上的发电线圈上获取电流产生磁阻，实现为电动自行车的刹车电磁制动，所述励磁线圈即为驱动线圈4。
所述电机进行电能回收时内转子线圈通过加载电流，建立励磁场。
所述电机处于驱动状态和电磁制动回收电能状态时共用定子2、转子线圈。所述定子2和转子3使用硅钢片制成。
本发明的目的是提供一种电动自行车无磁阻电机并且在刹车制动时电能回收的一体式电机装置，本电机三种工作模式分为：1.驱动模式：通过定子2与转子3驱动线圈4脉冲供电使转子3转动驱动车轮；2.滑行模式：定子2与转子3驱动线圈4停止供电，此时在电机定子2与转子3处于无磁阻状态，转子3继续惯性旋转，车辆保持无磁阻滑行；3.电磁制动与电能回收模式时，定子2驱动线圈4转为励磁状态通过驱动控制模块8控制励磁电流强弱产生磁场，转子3驱动线圈4转为发电状态感生电流，整流后为一级电容充电后为蓄电池进行充电并通过控制励磁线圈电流强弱在转子3上的发电线圈上获取电流产生磁阻实现为电动自行车的刹车制动，从而将机械能有效转化为电能并回收为蓄电池充电。
所述电磁制动和电能回收为现有技术，此申请不做过多赘述。
本电机定子2和转子3，2相可按4/6极、3相6/8极、4相8/12极、6相12/16极以此类推，可根据所需扭力和空间布置。如下以4相6/8极为例，根据图1至图3分别对驱动模式与电磁制动和电能回收原理进行说明。
驱动模式原理：如图1电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机驱动模式工作示意图所示，在定子2B极线圈与转子31、2、5、6号线圈分别按如图极性脉冲供电时，通过磁场引力使转子32号磁极与6号磁极极逆时针偏转至定子2B极位置。此时通过在磁极上安装的传感器控制对B极与转子31、2、5、6号线圈停止供电并触发下一次脉冲供电并对定子2C极线圈与转子32、3、6、7号线圈供电，磁场引力使转子33号磁极与7号磁极极逆时针偏转至定子2C极位置。对C极线圈与转子2、3、6、7号线圈停止供电对定子2A极线圈与转子33、4、7、8号线圈供电，磁场引力使转子34号磁极与8号磁极极逆时针偏转至定子2A极位置。在此工作循环逻辑下，电机将保持旋转。
电机电磁制动以及电能回收模式时，电机收到制动信号后，如图3所示，对驱动线圈4A、B、C(此时作为励磁使用)按如图极性及制动强弱加载励磁电流。转子3在旋转时转子线圈上感生极性交变的电流进行整流、汇流通过转子3受电盘到固定到定子2上的碳刷输送到电池充电控制器对蓄电池充电，同时在此过程中产生的相反方向的磁阻作用力即为制动力。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机，其特征在于：包括轮毂(10)以及设置在轮毂(10)内沿轮毂(10)径向由内向外依次设置的固定轴(1)、定子(2)、转子(3)、驱动线圈(4)、驱动发电线圈(5)、转子角度传感器(6)、驱动控制模块(8)和发电整流模块(9)；
所述固定轴(1)与轮毂(10)垂直设置，固定轴(1)两端向外延伸与电动自行车车架固定连接，固定轴(1)与设置在轮毂(10)内的定子(2)固定连接；轮毂(10)内的多个驱动线圈(4)呈环形设置在固定轴(1)周围；多个所述转子(3)设置在驱动线圈(4)周围；所述转子角度传感器(6)设置在驱动线圈(4)和转子(3)之间；所述转子角度传感器(6)的信号输出端接入驱动控制模块(8)；
所述定子(2)远离固定轴(1)的一端对向设有两个第一磁轭，两个所述第一磁轭通过其外部缠绕的电磁线圈(7)连接；所述转子(3)靠近固定轴(1)的一端对向设有对应的第二磁轭，两个所述第二磁轭通过其外部缠绕的电磁线圈(7)连接，所述电磁线圈(7)与电源连接。
2.根据权利要求1所述的电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机，其特征在于：所述定子(2)设有多个定子磁极块，多个所述定子磁极块呈环形设置；
所述转子(3)设有多个转子线圈，多个所述转子线圈呈环形设置。
3.根据权利要求1所述的电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机，其特征在于：所述轮毂内壁设有安装第一磁轭以及第二磁轭的磁轭座，所述磁轭座上设有用于固定第一磁轭以及第二磁轭的卡扣。
4.根据权利要求1所述的电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机，其特征在于：所述电机转动和制动时共用定子(2)以及转子线圈。
5.根据权利要求1所述的电动自行车无磁阻与制动电能回收一体式电机，其特征在于：所述定子(2)和转子(3)的材质为硅钢。
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