CN213027636U - 一种永磁电机、电动设备及电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种永磁电机，包括，密封的电机本体；设置于所述电机本体的输出端的相对端的风扇以及用于驱动所述风扇的风扇驱动电机，所述风扇驱动电机的输出端与所述风扇传动连接。本实用新型还公开了包括上述永磁电机的电动设备和电动车。本实用新型提供的永磁电机、电动设备和电动车，密封性能好，防水、防尘，具有良好的散热性能，可满足高负载时的散热需求。

Description

一种永磁电机、电动设备及电动车

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及永磁电机、电动设备及电动车。

背景技术

随着电动车动力技术的发展，永磁电机因其体积小、效率高、转速可调、可控参数多等优势，已成为电动车动力装置的主要选择。目前永磁电机使用时会产生大量的热，负载越高，热量产生越多，在电动车实际使用中，特别是在三轮电动车的实际使用中，实际载重远超过设计的额定载重，过载的永磁电机发热非常严重，温升较快，高温环境会降低永磁电机正常行驶的持续使用时间，影响使用者的工作效率。

对于永磁电机的散热，目前常见的主要有自然风冷及机械风扇两类。电动车在使用时，外界环境中常具有雨水、灰尘等，行驶过程中，难以避免的有雨水和灰尘会附着在永磁电机的表面，永磁电机对防水、防尘密封要求较高。自然风冷无风扇结构，密封效果较好，但散热效果差，远不能满足永磁电机的散热的需求；机械风扇的散热效果稍好，但现永磁电机的风扇多与永磁电机的转子传动连接，风扇转速与永磁电机转子转速保持一致，但永磁电机高负载运行需要较快散热时，永磁电机转子转速慢，机械风扇反而转速降至很低散热效果一般，同样不能满足长时间使用需求；风扇与永磁电机的转子传动连接，无论风扇是设置在壳体内还是壳体外，永磁电机的密封效果均不好，风扇设置在壳体内，空气在风扇的驱动下流动需要在壳体上开设通风口，风扇设置在壳体外，转子的一端需要与执行机构传动连接，与永磁电机转子传动连接的传动机构需要从永磁电机的另一端伸出永磁电机并相对于永磁电机转动，传动机构伸出处密封性不好，且需要另外设置密封结构，现有的永磁电机密封性差，雨水、灰尘等易进入永磁电机壳体内会对永磁电机造成影响。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种永磁电机、电动设备及电动车，密封性能好，防水、防尘，具有良好的散热性能，可满足高负载时的散热需求。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型公开的永磁电机，包括，

密封的电机本体；

设置于所述电机本体的输出端的相对端的风扇以及用于驱动所述风扇的风扇驱动电机，所述风扇驱动电机的输出端与所述风扇传动连接。

本实用新型的有益效果是：电机本体整体密封，通过其端部外置的风扇散热，密封性能好，防水、防尘，且具有良好的散热性能；风扇由风扇驱动电机驱动，不由电机本体驱动，在高负载使用时，不会降低风扇的转速，可满足高负载时的散热需求。

进一步的，还包括温度传感器和控制器，所述温度传感器设置于所述电机本体内，所述温度传感器和所述风扇驱动电机均与所述控制器进行通信，所述温度传感器将采集到的所述电机本体内的温度信息传送到所述控制器，所述控制器根据所述温度信息控制所述风扇驱动电机。

采用上述进一步方案的有益效果是：可根据电机本体内部温度调整风扇的转速，在负载高、温度高时，提高风扇转速，在负载低、温度低时，可降低风扇转速甚至关闭风扇，可保证各个温度下的散热能力，且更加节能。

进一步的，所述温度传感器为热敏电阻传感器，所述热敏电阻传感器包裹于所述电机本体的绕组内。

采用上述进一步方案的有益效果是：温度检测更加灵敏，避免测温延迟导致绕组温度过高。

进一步的，还包括具有通风孔的防护罩，所述防护罩与所述电机本体设置有所述风扇的端部连接，所述风扇在所述防护罩内。

采用上述进一步方案的有益效果是：防护罩罩在风扇外，可保护风扇，也可避免肢体在风扇转动时伸入风扇转动区域造成人员伤害，防护罩具有通风孔不影响空气流动。

进一步的，所述电机本体表面具有散热筋。

采用上述进一步方案的有益效果是：利于电机本体表面热空气的流动，散热性能好。

进一步的，所述电机本体包括，

柱状的外壳；

分别与所述外壳的两端密封连接的第一端盖和第二端盖，所述第二端盖上固定连接有所述风扇；

设置于所述外壳内的定子、转子、转轴和磁柱，所述转轴的两端分别与所述第一端盖和所述第二端盖同轴转动连接，所述定子缠绕绕组，所述定子与所述外壳同轴固定连接，所述转子与所述转轴同轴固定连接，所述磁柱与所述转轴固定连接且所述磁柱的N级和S级分别在所述转轴的轴线的两侧；

与绕组连接的供能设备；

以及磁密度传感器，所述磁密度传感器与所述第一端盖或所述第二端盖或所述外壳固定连接，所述磁密度传感器用于感应所述磁柱随所述转轴转动时的磁密度变化信息，所述磁密度传感器与所述供能设备进行通信并将所述磁密度变化信息传送到所述供能设备，所述供能设备根据所述磁密度变化信息向所述绕组供能。

采用上述进一步方案的有益效果是：安装方便，磁柱的N极和S极随转轴同步旋转，磁密度传感器与外壳无相对运动，磁柱旋转时，N极和S极交替远离磁密度传感器，N极和S极的位置变化导致磁密度传感器检测到的磁密度变换，通过磁密度传感器检测到的磁密度变化调节供能设备为绕组提供的电流频率和相位等，使定子和转子磁势保持稳定的位置关系，以产生恒定的转矩。

进一步的，所述外壳上具有密封接头，所述绕组的引出线和所述磁密度传感器的引出线均通过所述密封接头穿出所述外壳与所述供能设备连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：引出线通过密封接头穿出外壳，密封性好。

进一步的，所述定子由硅钢制成，所述转子包括由硅钢制成的转动体和磁钢体，所述磁钢体固定在所述转动体上。

采用上述进一步方案的有益效果是：硅钢的电阻率和最大磁导率大，可降低矫顽力、定子和转子的损耗和磁时效。

本实用新型公开的电动设备，包括上述的永磁电机，所述永磁电机的所述电机本体的输出端与所述电动设备的执行部件传动连接，所述永磁电机用于为所述电动设备的执行部件供能。

本实用新型的有益效果是：电机本体整体密封，通过其端部外置的风扇散热，密封性能好，防水、防尘，且具有良好的散热性能；风扇由风扇驱动电机驱动，在高负载使用时，不会降低风扇的转速，可满足高负载时的散热需求。

本实用新型公开的电动车，包括上述的永磁电机，所述永磁电机安装于电动车的车身上，所述永磁电机的所述电机本体的输出端与所述电动车的执行部件传动连接，所述永磁电机用于为所述电动车的执行部件供能。

本实用新型的有益效果是：电机本体整体密封，通过其端部外置的风扇散热，密封性能好，防水、防尘，且具有良好的散热性能；风扇由风扇驱动电机驱动，在高负载使用时，不会降低风扇的转速，可满足高负载时的散热需求。

附图说明

图1为本实用新型公开的永磁电机的实施例的外侧示意图；

图2为本实用新型公开的永磁电机的实施例的安装有风扇端的示意图；

图3为本实用新型公开的永磁电机的实施例的第一端盖端的示意图；

图4为图1中A-A面剖视图；

图5为磁柱的实施例的示意图；

图6为电机本体的实施例与逆变器的连接示意图

图中：1、电机本体；11、外壳；12、第一端盖；13、第二端盖；14、定子；15、转子；16、转轴；17、磁柱；18、磁密度传感器；2、风扇；21、固定端盖；22、密封板；23、风扇旋转轴；24、叶片；3、风扇驱动电机；4、密封圈；51、第一轴承；52、第二轴承；53、第三轴承；6、密封接头；7、防护罩；71、通风孔；81、散热筋；82、法兰结构；9、温度传感器；

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1-图6所示，本实用新型公开的永磁电机的实施例，包括，

密封的电机本体1；

设置于电机本体1的输出端的相对端的风扇2以及用于驱动风扇2的风扇驱动电机3，风扇驱动电机3的输出端与风扇2传动连接。

通过上述方案，电机本体1整体密封，通过其端部外置的风扇2散热，密封性能好，防水、防尘，且具有良好的散热性能；风扇2由风扇驱动电机3 驱动，不由电机本体1驱动，在高负载使用时，不会降低风扇2的转速，可满足高负载时的散热需求。

具体的，电机本体1包括，

柱状的外壳11；

分别与外壳11的两端密封连接的第一端盖12和第二端盖13，第一端盖 12和第二端盖13可通过长螺栓与螺母配合夹紧固定在外壳11的两端，第一端盖12和第二端盖13与外壳11体夹紧处可设置密封圈4等密封结构，以提高密封性能，第二端盖13上固定连接有风扇2；

设置于外壳11内的定子14、转子15、转轴16和磁柱17，转轴16的两端分别与第一端盖12和第二端盖13同轴转动连接，定子14缠绕绕组，定子 14与外壳11同轴固定连接，转子15与转轴16同轴固定连接，磁柱17与转轴16固定连接且磁柱17的N级和S级分别在转轴16的轴线的两侧；

与绕组连接的供能设备；

以及磁密度传感器18，磁密度传感器18与第一端盖12或第二端盖13或外壳11固定连接，磁密度传感器18用于感应磁柱17随转轴16转动时的磁密度变化信息，磁密度传感器18与供能设备进行通信并将磁密度变化信息传送到供能设备，供能设备根据磁密度变化信息向绕组供能。

定子14由硅钢制成，通过多层硅钢片叠压而成，定子14通过热胀冷缩的方式固定在外壳11内，装配时，先将外壳11加热，然后将定子14嵌入加热的外壳11内，待外壳11冷却后可将其内的定子14固定，转子15包括由硅钢制成的转动体和磁钢体，转子15由多层硅钢片叠压而成，磁钢体固定在转动体上，磁钢体为磁钢片，磁钢片通过胶在粘接在转动体中，胶优选为耐高温胶，硅钢的电阻率和最大磁导率大，可降低矫顽力、定子14和转子15的损耗和磁时效。

绕组由三根Y型接法的线圈组成，三匝绕组按顺序嵌入定子14的槽中，所有绕组的引出线穿出外壳11后与逆变器连接，逆变器设置在直流电源供给设备和绕组之间，经过逆变器将直流电流转换后向绕组供电。

通过逆变器和直流电源向绕组供电后，磁密度传感器18读取的磁钢转动产生的磁密度变化，磁阻元件将变化的磁场信号转化为变化的电阻信号，变化的电阻信号转换为电压信号，经过磁密度传感器18内置的信号处理电路处理成为可被计算机识别的脉冲信号传递到逆变器的控制模块，控制逆变器的功率器件开关，调节电流频率和相位，绕组中的电流大小由负载决定。

转轴16与转子15过盈配合，第一端盖12和第二端盖13分别通过第一轴承51和第二轴承52与转轴16连接，第一轴承51和第二轴承52的外圈分别与第一端盖12和第二端盖13过盈配合，第一轴承51和第二轴承52的内圈分别与转轴16的两端过盈配合，第一轴承51和第一端盖12之间具有密封圈4，如此设置，外壳11、第一端盖12、第二端盖13和转轴16连接的密封性好，转轴16与第一端盖12连接处可设置机械密封结构，转抽与第一端盖 12转动连接处作为永磁电机的动力输出轴。

磁柱17可与转轴16朝向第二端盖13的端部同轴螺纹连接，磁柱17可为圆柱状，通过过其轴线的平分面使磁柱17两侧分为N极和S极，磁密度传感器18设置在第二端盖13上。

风扇2包括固定端盖21、密封板22、风扇旋转轴23和叶片24，固定端盖21与第二端盖13固定连接，密封板22通过灌胶的方式固定在固定端盖21 的中心处，使固定端盖21封闭，风扇旋转轴23通过第三轴承53与固定端盖21转动连接，第三轴承53的外圈与固定端盖21过盈配合，第三轴承53的内圈与风扇旋转轴23过盈配合，叶片24固定在风扇旋转轴23的周向，磁密度传感器18可固定在固定端盖21与第二端盖13之间。

风扇驱动电机3与固定端盖21固定连接且其输出端与风扇旋转轴23传动连接，风扇驱动电机3与供能设备连接由供能设备供能，风扇驱动电机3的转子15与风扇旋转轴23同轴过盈配合，风扇驱动电机3的定子14与固定端盖21同轴固定连接。

向电机本体1和风扇驱动电机3供能的供能设备均可包括电池、控制器和逆变器，电池根据控制器的指令供能，逆变器将直流电转换为交流电。

作为上述实施例的进一步方案，还包括温度传感器9和控制器，温度传感器9设置于电机本体1内，温度传感器9和风扇驱动电机3均与控制器进行通信，温度传感器9将采集到的电机本体1内的温度信息传送到控制器，控制器根据温度信息控制风扇驱动电机3。

作为上述实施例的进一步方案，温度传感器9为热敏电阻传感器，热敏电阻传感器包裹于电机本体1的绕组内，温度检测更加灵敏，避免测温延迟导致绕组温度过高。

包裹在电机本体1的绕组内的热敏电阻传感器测量绕组的温度，产生传感信号，热敏电阻传感器内的检测电路检测传感信号并进行处理，处理后将信号传送到控制器，控制器接收信号后进行判断，与控制器内预设的阈值进行对比，若超过设定的阈值，则发送指令，控制风扇驱动电机3按照设定的转速启动，使风扇2转动，进行散热，当超过更高的阈值时，控制风扇驱动电机3提高转速，风扇2以更高的速度旋转，提高散热效果，当温度下降到设定的值后，控制器控制风扇驱动电机3停止工作，风扇2停止转动，可在控制器内设置多个不同温度的阈值，对应风扇驱动电机3以不同的挡位驱动风扇2转动，以对电机本体1散热。

可根据电机本体1内部温度调整风扇2的转速，在负载高、温度高时，提高风扇2的转速，在负载低、温度低时，可降低风扇2的转速甚至关闭风扇2，可保证各个温度下的散热能力，且更加节能。

作为上述实施例的进一步方案，还包括具有通风孔71的防护罩7，防护罩7与电机本体1设置有风扇2的端部连接，风扇2在防护罩7内，防护罩7 可与固定端盖21固定连接，防护罩7的端面上具有多个方孔或者圆孔状的通风孔71，防护罩7也可为家用风扇的由棱条制成的外罩，各棱条之间的间隙为通风孔71。

防护罩7罩在风扇2外，可保护风扇2，也可避免人员的肢体在风扇2转动时伸入风扇2的转动区域造成人员伤害，防护罩7具有通风孔71，不影响空气流动，可保证散热效果。

作为上述实施例的进一步方案，电机本体1表面具有散热筋81，散热筋 81在外壳11表面沿其轴向分布，外壳11的周向上具有多条散热筋81，利于将电机本体1内部的温度导出，风扇2转动时，各条散热筋81之间的空气快速流动，散热性能好。

作为上述实施例的进一步方案，外壳11上具有密封接头6，绕组的引出线、磁密度传感器18的引出线和温度传感器9的引出线均通过各自对应的密封接头6穿出外壳11与供能设备连接，密封接头6具有供各引出线穿出并将个引出线在密封接头6内部分压紧密封的密封件，可为弹性胶或者现有的如气密封、迷宫密封等密封结构，可保证引出线穿出处的密封效果，防水、防尘性能好，利于对电机本体1内部部件的保护和延长使用寿命。

第一端盖12上可连接法兰结构82，便于永磁电机与其他部件的安装固定。

电池提供的电能首先进入控制器，由控制器控制，通过逆变器转换后向绕组供电，电能通过绕组线圈产生磁场，定子14产生的磁场与转子15的磁钢体产生力的作用，转子15开始旋转，使转轴16转动，转轴16与第一端盖12 连接的端部作为电机本体1的输出端，可在转轴16与第一端盖12连接的端部设置内花键，通过内花键与外部的执行机构连接，为执行机构提供动力。

本实用新型公开的电动设备，包括上述的永磁电机，永磁电机的电机本体 1的输出端与电动设备的执行部件传动连接，永磁电机用于为电动设备的执行部件供能。

电机本体1整体密封，通过其端部外置的风扇散热，密封性能好，防水、防尘，且具有良好的散热性能；风扇2由风扇驱动电机3驱动，在高负载使用时，不会降低风扇2的转速，可满足高负载时的散热需求。

本实用新型公开的电动车，包括上述的永磁电机，永磁电机安装于电动车的车身上，永磁电机的电机本体1的输出端与电动车的驱动轮等执行部件传动连接，永磁电机用于为电动车的执行部件供能，永磁电机的转轴16在第一端盖12上的端部作为电机本体1的输出端，通过内花键与变速箱连接，变速箱与后桥连接，转轴16转动使变速箱带动后桥内装配有驱动轮的驱动轴转动。

在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。

实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”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，仅是为了便于描述实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为实用新型的较佳实施例，并不用以限制实用新型，凡在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，均应包含在实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永磁电机，其特征在于：包括，

密封的电机本体(1)；

设置于所述电机本体(1)的输出端的相对端的风扇(2)以及用于驱动所述风扇(2)的风扇驱动电机(3)，所述风扇驱动电机(3)的输出端与所述风扇(2)传动连接。

2.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于：还包括温度传感器(9)和控制器，所述温度传感器(9)设置于所述电机本体(1)内，所述温度传感器(9)和所述风扇驱动电机(3)均与所述控制器进行通信，所述温度传感器(9)将采集到的所述电机本体(1)内的温度信息传送到所述控制器，所述控制器根据所述温度信息控制所述风扇驱动电机(3)。

3.根据权利要求2所述的永磁电机，其特征在于：所述温度传感器(9)为热敏电阻传感器，所述热敏电阻传感器包裹于所述电机本体(1)的绕组内。

4.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于：还包括具有通风孔(71)的防护罩(7)，所述防护罩(7)与所述电机本体(1)设置有所述风扇(2)的端部连接，所述风扇(2)在所述防护罩(7)内。

5.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于：所述电机本体(1)表面具有散热筋(81)。

6.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于：所述电机本体(1)包括，

柱状的外壳(11)；

分别与所述外壳(11)的两端密封连接的第一端盖(12)和第二端盖(13)，所述第二端盖(13)上固定连接有所述风扇(2)；

设置于所述外壳(11)内的定子(14)、转子(15)、转轴(16)和磁柱(17)，所述转轴(16)的两端分别与所述第一端盖(12)和所述第二端盖(13)同轴转动连接，所述定子(14)缠绕绕组，所述定子(14)与所述外壳(11)同轴固定连接，所述转子(15)与所述转轴(16)同轴固定连接，所述磁柱(17)与所述转轴(16)固定连接且所述磁柱(17)的N级和S级分别在所述转轴(16)的轴线的两侧；

与绕组连接的供能设备；

以及磁密度传感器(18)，所述磁密度传感器(18)与所述第一端盖(12)或所述第二端盖(13)或所述外壳(11)固定连接，所述磁密度传感器(18)用于感应所述磁柱(17)随所述转轴(16)转动时的磁密度变化信息，所述磁密度传感器(18)与所述供能设备进行通信并将所述磁密度变化信息传送到所述供能设备，所述供能设备根据所述磁密度变化信息向所述绕组供能。

7.根据权利要求6所述的永磁电机，其特征在于：所述外壳(11)上具有密封接头(6)，所述绕组的引出线和所述磁密度传感器(18)的引出线均通过所述密封接头(6)穿出所述外壳(11)与所述供能设备连接。

8.根据权利要求6所述的永磁电机，其特征在于：所述定子(14)由硅钢制成，所述转子(15)包括由硅钢制成的转动体和磁钢体，所述磁钢体固定在所述转动体上。

9.一种电动设备，其特征在于：包括如权利要求1-8任一项所述的永磁电机，所述永磁电机的所述电机本体(1)的输出端与所述电动设备的执行部件传动连接，所述永磁电机用于为所述电动设备的执行部件供能。

10.一种电动车，其特征在于：包括如权利要求1-8任一项所述的永磁电机，所述永磁电机安装于电动车的车身上，所述永磁电机的所述电机本体(1)的输出端与所述电动车的执行部件传动连接，所述永磁电机用于为所述电动车的执行部件供能。

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