CN2879508Y - 电动车用机电一体化电机 - Google Patents

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Abstract

电动车用机电一体化电机，包括在内圈上成对分布有永磁体的外转子、连接在外转子两端的端盖以及位于由所述外转子与端盖形成的空腔内的绕组内定子和控制器，所述绕组内定子与支撑在所述端盖上的轮轴固定连接，从而使得所述的外转子和端盖可以相对轮轴、绕组内定子和控制器转动，其特征是在所述绕组内定子的轴向设置有内凹容纳部，所述的控制器置于该内凹容纳部内。本实用新型利于控制器产生的热量经绕组内定子、转轴等通过传导的方式散热，保证控制器工作的稳定性；提高了绕组线圈利用率，增大了电机功率，且在增大功率和效率时不会引起电压降。

Description

电动车用机电一体化电机
                       技术领域
本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及到直流无刷电机。
                       背景技术
传统的直流电机，其控制器一般都是安装于电机外部，易受外界温度、空气、雨水、泥沙以及其它恶劣工作条件的影响，工作不稳定，且引线过长，线径偏小，内阻大，电压降大，效率低。针对上述缺陷专利号为98246103.8的实用新型专利公开了一种“机电一体永磁无刷电机”的技术方案，它采用将电机的控制器(它包括金属基板和布置在基板上的控制电路)置于电机内部的方式，使结构紧凑、工作可靠、抗外界干扰强。但是，上述专利方案的电机将控制器置于电机内部后，导致轴向尺寸较大，且因为控制器在位置关系保持孤立，不利于热的传递，散热能力差，影响其工作的稳定性；此外，该电机中绕组线圈利用率低，功率有限，无法完全满足现有电动车辆的使用要求；而且，引线需要从轴承内滚道引出，不够合理。
                       实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是克服上述电机轴向尺寸较大，散热能力差的缺点，提供一种电动车用机电一体化电机，并在此基础上进一步提高电机的功率和改善引线结构。为此，本实用新型采用如下技术方案是：
电动车用机电一体化电机，包括在内圈上成对分布有永磁体的外转子、连接在外转子两端的端盖以及位于由所述外转子与端盖形成的空腔内的绕组内定子和控制器，所述绕组内定子与支撑在所述端盖上的轮轴固定连接，从而使得所述的外转子和端盖可以相对轮轴、绕组内定子和控制器转动，其特征是在所述绕组内定子的轴向设置有内凹容纳部，所述的控制器置于该内凹容纳部内。本方案通过将在所述绕组内定子的轴向设置内凹容纳部，并将所述的控制器置于该内凹容纳部内，从而减小轴向尺寸，利于控制器产生的热量经绕组内定子、转轴等通过传导的方式散热，保证控制器工作的稳定性。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下附加技术特征：
所述的内凹容纳部的底部设置有连接基体，所述的控制器连接该连接基体上。使得结构紧凑，连接可靠。
所述的连接基体偏离所述绕组内定子的几何中心并偏向与所述的内凹容纳部相背的一侧。从而使得将控制器连接在绕组内定子上时，使它们的重心位于绕组内定子的几何中心上，保证受力平衡。
所述的连接基体背向所述的内凹容纳部的一侧设置有散热翼。以增大散热面积，增强散热效果。
所述的端盖内表面设置有散热翼。以在转动时产生风量，利于热量散失。
在所述的轮轴上开设有引线孔；且所述引线孔的内外端口分别位于端盖的内外侧。
所述的永磁体为23对，且相临两永磁体的极性相反；所述的绕组内定子上开设有51个绕线槽，且绕组线圈按照一跨二的方式绕制(即每槽两组线圈叠绕)。以利于提高功率，满足大功率、大扭矩的使用要求。
所述的轮轴与端盖之间置有轴承而保持二者之间的相对转动。
本实用新型通过将在所述绕组内定子的轴向设置内凹容纳部，并将所述的控制器置于该内凹容纳部内，从而减小轴向尺寸，利于控制器产生的热量经绕组内定子、转轴等通过传导的方式散热，保证控制器工作的稳定性；本实用新型改变了外转子磁极对数和内定子绕组数的对应关系，提高了绕组线圈利用率，增大了电机功率，并提高电机效率；本实用新型增加了定子端面厚度和宽度，能增加工作时的磁通量，同时将定子的支撑面偏离定子截面中心设置，增大定子支撑面设置电机控制器一侧的内部空间，保证置于其中的电机控制器能及时散热；本实用新型改变了电机中磁钢和绕组的设置方式，增加了电机的磁极对数，改变了线圈绕组数和跨槽方式，从而改变了磁极对数和线圈绕组的对应关系，增大了电机功率，提高电机效率；在轮轴中开设通孔，绕组和控制器的引出线经轮轴内的通孔引出电机轮毂；根据以上所述，本实用新型还可以将电机及控制器的连线加粗以提高功率和效率，且在增大功率和效率时不会引起电压降。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
                      附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型绕组线圈的绕制方式以及永磁体的分布示意图。
图中：1、绕组内定子；2、端盖；3、控制器；4、引线束；5、轴承；6、轮轴；7、引线孔；8、内凹容纳部；9、连接基体；10、空腔；11、永磁体；12、外转子；13、车轮内圈；14、线槽；15、绕组线圈；16、硅钢片；17、散热翼；18、散热翼。
                    具体实施方式
如图1、2所示，电动车用机电一体化电机，包括圆筒状的外转子12、连接在外转子12两端的端盖2以及位于由外转子12与端盖2形成的空腔10内的绕组内定子1和控制器3：在外转子12内圈(内圆面)上成对分布有23对永磁体11，且相临两永磁体的极性相反，圆筒状的外转子12紧配安装在车轮内圈13上，从而在转动时可以带着车轮转动，因此，根据设计，也可以将永磁体固定在车轮内圈上；绕组内定子1为由包括硅钢片16、连接基体9和绕组线圈15在内形成的组件，它固定连接在开设有引线孔7的轮轴6上，它的轴向中心部位设置有内凹容纳部8，且因连接基体9偏离绕组内定子的几何中心并偏向与内凹容纳部8相背的一侧使得内凹容纳部具有足够的空间以便容纳控制器，在连接基体9背向所述的内凹容纳部8的一侧设置有散热翼17，以增强散热效果。在硅钢片16的圆形边缘均匀开设51个线槽14，绕组线圈15按照一跨二的方式绕制在线槽14内(详见图2)；所述的控制器3置于内凹容纳部8内，并通过螺钉紧固在连接基体9上，从而使得形成一体的控制器绕组内定子的重心位于绕组内定子的几何中心上，保证受力平衡，使得应用在车辆上时保证车辆行驶平稳，为线圈绕组和控制器供电的引线束4从引线孔7中引出；将绕组内定子1连同轮轴6一起置入外转子12内，将两个带有轴承5的端盖2连接在外转子12两端，从而将轮轴6支撑在两个轴承5上，绕组内定子1和控制器3即位于由外转子12和端盖2构成的空腔10内，从而使得外转子和端盖可以相对轮轴、绕组内定子和控制器转动。此外，在端盖内表面设置有散热翼18，以在转动时产生风量，利于热量散失。
以市场上常见的型号为16-20吋的车轮来讲，现有的电机厚度(轴向尺寸)和外转子内径的尺寸分别为41毫米和136毫米左右，而本电机的尺寸则为22毫米和198毫米左右，加上独特的绕组线圈的绕制方式以及与之配合的永磁体，使得本电机的磁动量、输出功率得以提高，为其扩展设计提供了结构上的支持(比如用于对电动摩托车提供动力)。

Claims (8)

1.电动车用机电一体化电机，包括在内圈上成对分布有永磁体(11)的外转子(12)、连接在外转子(12)两端的端盖(2)以及位于由所述外转子(12)与端盖(2)形成的空腔(10)内的绕组内定子(1)和控制器(3)，所述绕组内定子(1)与支撑在所述端盖(2)上的轮轴(6)固定连接，从而使得所述的外转子(12)和端盖(2)可以相对轮轴(6)、绕组内定子(1)和控制器(3)转动，其特征是在所述绕组内定子(1)的轴向设置有内凹容纳部(8)，所述的控制器(3)置于该内凹容纳部(8)内。
2.根据权利要求1所述的电动车用机电一体化电机，其特征是所述的内凹容纳部(8)的底部设置有连接基体(9)，所述的控制器(3)连接该连接基体(9)上。
3.根据权利要求2所述的电动车用机电一体化电机，其特征是所述的连接基体(9)偏离所述绕组内定子(1)的几何中心并偏向与所述的内凹容纳部(8)相背的一侧。
4.根据权利要求3所述的电动车用机电一体化电机，其特征是所述的连接基体(9)背向所述的内凹容纳部(8)的一侧设置有散热翼(17)。
5.根据1-4任一权利要求所述的电动车用机电一体化电机，其特征是所述的端盖(2)内表面设置有散热翼(18)。
6.根据权利要求1、2或3所述的电动车用机电一体化电机，其特征是在所述的轮轴(6)上开设有引线孔(7)；且所述引线孔(7)的内外端口分别位于一个端盖的内外侧。
7.根据权利要求1、2或3所述的电动车用机电一体化电机，其特征是所述的永磁体(11)为23对，且相临两永磁体的极性相反；所述的绕组内定子(1)上开设有51个绕线槽(14)，且绕组线圈(15)按照一跨二的方式绕制。
8.根据权利要求1所述的电动车用机电一体化电机，其特征是在所述的轮轴(6)与端盖(2)之间置有轴承(5)而保持二者之间的相对转动。
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