CN215268019U - 高功率密度轮毂电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电动车技术领域，涉及一种高功率密度轮毂电机。包括轮毂本体，轮毂本体内固定有轮毂盖，轮毂本体上固定有外定子铁芯，轮毂盖上固定有内定子铁芯，所述的外定子铁芯和内定子铁芯之间设有转子铁芯，转子铁芯与转子轴固定连接，转子轴的两端延伸出轮毂本体的两端。本实用新型设计了两个定子，外定子直接与轮毂支架连接，内外定子分开，结构简单，集中绕组工艺简单，效率高，两套绕组更有利于电机的散热，进一步降低了电机的温升，提高了电机效率。
Description
技术领域
本实用新型属于电动车技术领域，涉及一种高功率密度轮毂电机。
背景技术
随着电机技术的发展，对电动车用轮毂电机的输出能力有更高的要求，电动车在重载启动或者爬坡时需要电机提供更大的动力，传统的外转子轮毂电机，在保证轮毂外径不变的情况下，只能通过增加叠长来快速提高电机的输出转矩，但叠长的增长加大了轮毂电机的轴向尺寸，影响了电机在车上的安装空间。现有的轮毂电机的结构为轮毂、转子、定子、支架、转轴，由于定转子间气隙直径较大，相应的定子内径和支架直径较大，在电机内部还存在很多可以利用的空间，在不改变现有轮毂电机体积的情况下，利用电机内部空间，提高电机的效率和输出转矩，进而提高电机的工作能力是本发明的创研目的。
申请号为CN110676998A的中国专利，公开了一种双转子永磁电机，包括内转子、外转子永磁电机和端盘。本发明采用“外转子-定子-内转子”的双气隙结构，增大了电机的有效气隙面积，但定子在电机的中间位置，不利于绕组散热，而定子绕组是电机发热的主要来源。电机温升高，将导致电机电阻大，铜耗增大，电机温升进一步提高的恶性循环，最终导致电机效率低，且会影响电机的绝缘效果和使用寿命。另外，电机采用2套转子，结构复杂，增加了制造安装的难度，对工艺要求高。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种高功率密度轮毂电机。
为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
一种高功率密度轮毂电机，包括轮毂本体，轮毂本体内固定有轮毂盖，轮毂本体上固定有外定子铁芯，轮毂盖上固定有内定子铁芯，所述的外定子铁芯和内定子铁芯之间设有转子铁芯，转子铁芯与转子轴固定连接，转子轴的两端延伸出轮毂本体的两端。
在上述的高功率密度轮毂电机中，所述的轮毂本体内设有固定支架，所述的转子铁芯通过固定支架与转子轴固定连接。
在上述的高功率密度轮毂电机中，所述的外定子铁芯和转子铁芯之间具有外定子气隙，所述的转子铁芯和内定子铁芯之间具有内定子气隙。
在上述的高功率密度轮毂电机中，所述的转子铁芯上并沿转子铁芯的周向间隔均匀的设有若干转子支架安装孔。
在上述的高功率密度轮毂电机中，所述的转子铁芯上并沿转子铁芯的周向间隔均匀的设有若干转子支架安装孔，固定支架通过转子支架安装孔与转子铁芯固定连接。
在上述的高功率密度轮毂电机中，所述的转子铁芯上设有磁钢。
在上述的高功率密度轮毂电机中，所述的磁钢有若干个并呈环形阵列分布在转子铁芯上。
在上述的高功率密度轮毂电机中，所述的转子铁芯上设有磁钢，所述的磁钢分成两组，每组磁钢包括若干呈环形阵列分布的磁钢，转子支架安装孔位于两组磁钢之间。
在上述的高功率密度轮毂电机中，所述的磁钢固定在转子铁芯内。
在上述的高功率密度轮毂电机中，所述的磁钢贴附在转子铁芯的两端。
与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：
本实用新型设计了两个定子，外定子直接与轮毂支架连接，内外定子分开，结构简单，集中绕组工艺简单，效率高，两套绕组更有利于电机的散热，进一步降低了电机的温升，提高了电机效率。
电机含有两套定子，且采用集中绕组，集中绕组端部高度低，对应电阻阻值小，电机的铜损会有所降低，两套绕组采用串联的方式连接，因此，内、外定子同时产生反电势，由于存在两个气隙，气隙面积增大，提升了电机的转矩，进一步增大了电机的功率密度。减少了定转子上的磁密，进而降低了定转子铁芯的损耗，提高了电机的效率。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是外定子铁芯、转子铁芯和内定子铁芯组合的结构示意图。
图3是外定子铁芯、转子铁芯和内定子铁芯组合的另一种结构示意图。
图4是外定子铁芯、转子铁芯和内定子铁芯组合的另一种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行进一步说明。
如图1所示，一种高功率密度轮毂电机，包括轮毂本体10，轮毂本体内固定有轮毂盖11，轮毂本体10上固定有外定子铁芯1，轮毂盖11上固定有内定子铁芯8，所述的外定子铁芯1和内定子铁芯8之间设有转子铁芯3，转子铁芯3与转子轴12固定连接，转子轴12的两端延伸出轮毂本体10的两端。具体的说，轮毂盖11内可以设置台阶部，用于固定内定子铁芯8。本实施例中的定子铁芯和转子铁芯的槽极配合包括但不限于36槽30极、48槽8 极等。
相较于其它增大转矩的轮毂电机，本实施例设计了一种在不改变叠长不改变轮毂外径的情况下，通过在轮毂内增加一个定子来提高电机的输出转矩，充分利用了轮毂电机的内部空间，提高了电机的输出能力。本实施例采用“外定子-转子-内定子”的双气隙结构，增大了电机的有效气隙，从而提高了电机的转矩密度。本发明采用单转子、双定子。结构简单，在内外两个定子上分别布有集中绕组，集中绕组工艺简单，效率高，槽满率更高，电机端部短，电阻小，铜耗低。内外定子绕组有助于线圈的散热，且接线简单。采用双定子，进一步提高了电机功率密度。
轮毂本体10内设有固定支架13，所述的转子铁芯3通过固定支架13与转子轴12固定连接。
外定子铁芯1和转子铁芯3之间具有外定子气隙，所述的转子铁芯3和内定子铁芯8之间具有内定子气隙。
转子铁芯3上并沿转子铁芯3的周向间隔均匀的设有若干转子支架安装孔6，固定支架13通过转子支架安装孔6与转子铁芯 3固定连接。
转子铁芯3上设有磁钢。优选的，磁钢有若干个并呈环形阵列分布在转子铁芯3上。
如图2所示，转子铁芯3上设有磁钢，所述的磁钢分成两组，每组磁钢包括若干呈环形阵列分布的磁钢，两组磁钢分别为外磁钢4和内磁钢5，转子支架安装孔6位于外磁钢4和内磁钢5。
如图3所示，磁钢固定在转子铁芯3内。优选方案，所述的磁钢分成两组，每组磁钢包括若干呈环形阵列分布的磁钢，两组磁钢分别为外磁钢4和内磁钢5，转子支架安装孔6位于外磁钢4 和内磁钢5。
如图4所示，磁钢贴附在转子铁芯3的两端。优选方案，所述的磁钢分成两组，每组磁钢包括若干呈环形阵列分布的磁钢，两组磁钢分别为外磁钢4和内磁钢5，转子支架安装孔6位于外磁钢4和内磁钢5。
通过在内、外定子铁芯分别开槽设有两套绕组，并且内定子槽数Q1与外定子槽数Q2的关系为：Q1＝Q2；沿同一径向方向的绕组属于同一相，两套绕组均为集中绕组，跨距、并联支路数、绕线匝数相同，两组绕组以串联的方式连接起来，实现了用一个电源为两组绕组提供电流，沿同一径向方向的内定子和外定子绕组电流方向相反。转子铁芯内设有磁钢，磁钢可为表贴、内置、 SPOKE等多种结构。外定子绕组与转子通过中间气隙组成一台内转子电机；内定子绕组与转子通过中间气隙组成一台外转子电机。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神。
Claims (10)
1.一种高功率密度轮毂电机，包括轮毂本体(10)，轮毂本体内固定有轮毂盖(11)，轮毂本体(10)上固定有外定子铁芯(1)，轮毂盖(11)上固定有内定子铁芯(8)，其特征在于，所述的外定子铁芯(1)和内定子铁芯(8)之间设有转子铁芯(3)，转子铁芯(3)与转子轴(12)固定连接，转子轴(12)的两端延伸出轮毂本体(10)的两端。
2.根据权利要求1所述的高功率密度轮毂电机，其特征在于，所述的轮毂本体(10)内设有固定支架(13)，所述的转子铁芯(3)通过固定支架(13)与转子轴(12)固定连接。
3.根据权利要求1所述的高功率密度轮毂电机，其特征在于，所述的外定子铁芯(1)和转子铁芯(3)之间具有外定子气隙，所述的转子铁芯(3)和内定子铁芯(8)之间具有内定子气隙。
4.根据权利要求1所述的高功率密度轮毂电机，其特征在于，所述的转子铁芯(3)上并沿转子铁芯(3)的周向间隔均匀的设有若干转子支架安装孔(6)。
5.根据权利要求2所述的高功率密度轮毂电机，其特征在于，所述的转子铁芯(3)上并沿转子铁芯(3)的周向间隔均匀的设有若干转子支架安装孔(6)，固定支架(13)通过转子支架安装孔(6)与转子铁芯(3)固定连接。
6.根据权利要求1所述的高功率密度轮毂电机，其特征在于，所述的转子铁芯(3)上设有磁钢。
7.根据权利要求6所述的高功率密度轮毂电机，其特征在于，所述的磁钢有若干个并呈环形阵列分布在转子铁芯(3)上。
8.根据权利要求4所述的高功率密度轮毂电机，其特征在于，所述的转子铁芯(3)上设有磁钢，所述的磁钢分成两组，每组磁钢包括若干呈环形阵列分布的磁钢，转子支架安装孔(6)位于两组磁钢之间。
9.根据权利要求6所述的高功率密度轮毂电机，其特征在于，所述的磁钢固定在转子铁芯(3)内。
10.根据权利要求6所述的高功率密度轮毂电机，其特征在于，所述的磁钢贴附在转子铁芯(3)的两端。
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