CN212258678U

CN212258678U - 具差速功能的双输出轴永磁交流伺服电动机

Info

Publication number: CN212258678U
Application number: CN202020028471.4U
Authority: CN
Inventors: 梅更德; 邓隐北
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-01-07
Filing date: 2020-01-07
Publication date: 2020-12-29
Anticipated expiration: 2030-01-07

Abstract

本实用新型为具有差速功能的双输出轴永磁交流伺服电动机，特点是将永磁伺服交流电动机和差速器结合一体，配置在汽车的后桥上，通过电动机的左、右输出轴驱动汽车两侧的车轮运行。其主要结构包括左输出轴(1)，后桥左侧(2)，电机端盖(3)，轴承(4)，旋转编码器(5)，电机外壳(6)，定子转芯(7)，差速器(8)，转子磁钢(9)，转子铁芯(10)，差速器(11)，减振底座(12)，后桥右侧(13)，刹车片(14)，右输出轴(15)。本实用新型的永磁交流伺服电动机定子线槽数36，每槽导体数20，定子与转子的最小气隙1mm，转子为径向励磁的表面式磁钢结构，磁钢材料为38UH，极性相间均布于转子的外圆上。

Description

具差速功能的双输出轴永磁交流伺服电动机

技术领域

本项发明属于电动汽车驱动电机技术领域，具体涉及一种具备差速功能的双输出轴永磁交流伺服电动机。

背景技术

随着新能源汽车的发展，不少汽车采用电力驱动方式，减少尾气排放和污染，还可用于提供起步、急加速的助力，以及刹车时制动力，有的还可以实现能量的回收与利用。

具差速功能的双输出轴永磁交流伺服电动机必将成为电驱动汽车的终极解决方案，创造性地将动力，传动和制动装置整合到轮毂上，变中央式驱动为分布式驱动，实现了新能源汽车发动机、变速机构、差速机构的一体化，具有高效、节能、轻量化、小型化等诸多优点。

本项发明就是将永磁交流伺服电动机和差速装置有效地结合一起，而且具有双向输出轴，驱动左右车轮运转。当汽车在弯道转向时，两侧车轮走过的距离不一样，这将导致轮胎的打滑磨损等问题发生。一条轴上左右两个车轮应保持协调，转弯时必须要“抵消”两轮的转速差。差速器一般由三个齿轮组成，其中两个齿轮与左右两个车轮相连，第三个齿轮则在两者之间，用于“抵消”转速差。但差速器的作用尚不完善，在汽车遇到“打滑”时，由于差速器的存在，打滑一侧的车轮会产生较大转速差，而差速器为了抵消这种转速差，会把动力输出到打滑一侧的车轮上，极不利于车轮的脱困，此时需要具备差速锁的功能。当转速差超过一定范围后，差速锁则能将动力按比例输出到两侧车轮上，从而容易脱困。也即，当差速器内的差动转矩较小时起差速均衡作用，当差动转矩过大时，差速器将自动锁死，以便提高汽车的通过能力。差速锁的种类繁多，有多片式限滑差速锁，也有托森差速锁以及藕联式差速锁等。目前，国内各大城市的电动公交车和电动轿车使用的差速电机驱动系统多为：单轮传动或传动轴传动等，其结构复杂，尤其行驶中存在阻力多，噪音大、耗电量高，成本高、维护复杂等不足。

本项发明采用了具差速功能的交流伺服电动机安装在汽车后桥上的双输出轴结构。采用双驱差速传动，其扭矩大，爬坡载重能力强，此外，内部采用全钢齿轮传动，拆装也方便。设计合理、结构紧凑，实现了节能、环保、省电、低噪音。

发明内容

本实用新型为具有差速功能的双输出轴永磁交流伺服电动机，特点是将永磁交流伺服电动机和差速器结合一体，配置在汽车后桥上，通过电机的左、右输出轴驱动汽车两侧的车轮运转。这种具差速功能的双输出轴永磁交流伺服电动机包括左输出轴、后桥左侧、电机端盖、轴承、旋转编码器、电机外壳、定子铁芯、定子线圈、转子磁钢、转子铁芯、差速器、减振底座、后桥右侧、刹车片、右输出轴。

本实用新型的永磁交流伺服电动机，为实现高的功率密度，其定子结构经过优化设计。三相双层绕组在9槽中的排列为AAZBBXCCY，其中A、B、C为三相导线的首端，X、Y、Z为该三相导线对应的末端。定子与转子的最小气隙1mm，已达到优化的气隙磁密。电机转子为径向励磁的表面式磁钢结构，8块钕铁硼稀土磁钢极性(N、S)相间、均布于转子的外圆上。

永磁交流伺服电动机的计算机仿真基本参数如下：额定功率P_N＝15Kw，额定电压U_N＝341V，额定转矩M_N＝143,322Nm，转速n＝1000rpm，效率η＝94.5％。

附图说明

图1为具差速功能的双输出轴永磁交流伺服电动机装配示意图。图中，(1)-- 左输出轴；(2)--后桥左侧；(3)--电机端盖；(4)--轴承；(5)--旋转编码器； (6)--电机外壳；(7)--定子铁芯；(8)--定子线圈；(9)--转子磁钢；(10)-- 转子铁芯；(11)--差速器；(12)--减振底座；(13)--后桥右侧；(14)--刹车片； (15)--右输出轴。

图2为双输出轴永磁交流伺服电动机的定子/转子铁芯结构。图中；(1)--定子铁芯；(2)--定子线槽；(3)--转子磁钢；(4)--转子铁芯。

图3为差速器的工作原理图。

图中，(1)--上环形齿轮；(2)--差速器外壳；(3)--行星齿轮；(4-)-右半轴； (5)--左半轴；(6)--下环形齿轮。

具体实现方式

本实用新型的永磁交流伺服电动机，定子和转子的铁芯冲片均采用厚度 0.5mm的DW360-50冷轧硅钢片冲制叠压而成，铁芯叠压系数0.97；定子的线槽数36，每槽导体的线数14，线径0.63mm。磁钢的型号选用38UH，其剩磁感应强度Br＝1.25T，矫顽力Hcj＝1990KA/M，最大磁能积(BH)max＝38MGOe，均符合设计要求。

此外，本实用新型是将双输出轴的永磁交流伺服电动机与差速器结合为一体，当汽车直线行驶时，永磁交流伺服电动机的动力输入，通过半轴把动力传递到两侧车轮，因两侧驱动轮受到的阻力相同，行星齿轮相对于永磁交流伺服电动机转子不发生自转(相当于刚性连接，两侧车轮转速相同)。当车轮转弯时左右车轮受到的阻力不一样，行星齿轮绕着半轴转动并同时自转，从而吸收阻力差使车轮能够以不同的速度旋转，如图3所示。也就是说，如果汽车弯道转向导致两侧车轮的转速差，或车轮在行驶中遭遇不同的阻力造成轮胎打滑磨损现象产生时，通过差速器的作用可“抵消”两轮的转速差而保持两轮协调运行。这种一体化的设计，既可实现结构紧凑、节省空间，又能达到节能降耗、低噪音的目的。

Claims

1.一种具差速功能的双输出轴永磁交流伺服电动机，包括左输出轴(1)、后桥左侧(2)、电机端盖(3)、轴承(4)、旋转编码器(5)、电机外壳(6)、定子铁芯(7)、定子线圈(8)、转子磁钢(9)、转子铁芯(10)、差速器(11)、减振底座(12)、后桥右侧(13)、刹车片(14)、右输出轴(15)，其特征是转子磁钢(9)为八块N、S极性相间均布于转子外圆周表面的磁极，磁极材料为N38UH，而且，采用了具差速功能的交流伺服电动机安装在汽车后桥上的双输出轴结构，实现差速双驱功能。

2.根据权利要求1所述的具差速功能的双输出轴永磁交流伺服电动机，其特征是永磁交流伺服电动机与差速器(11)结合一体，安装配置在汽车的后桥上，通过左、右输出轴(1、15)驱动汽车两侧车轮运转。

3.根据权利要求1所述的具差速功能的双输出轴永磁交流伺服电动机，其特征是定/转子铁芯均采用0.5mmDW360-50冷轧硅钢片冲制叠压而成，定子铁芯上开有36个线槽，每槽导体数20，并联支路数为1，三相双层绕组在9槽中的排列为AAZBBXCCY。