專(zhuān)利名稱(chēng)：一種雙繞組永磁電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)，特別是一種雙繞組永磁電機(jī)。
背景技術(shù)：
目前電動(dòng)車(chē)輛的三大核心技術(shù)是電池、電機(jī)和電控，其主要難點(diǎn)在于電池容量小、 充放電次數(shù)少，致使電動(dòng)車(chē)輛技術(shù)主要集中的兩點(diǎn)一是在電池技術(shù)難以逾越的瓶頸下，如 何提高電能使用效率、提高電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程、因此要求驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須符合電池特性，即所 選電機(jī)要效率高、使用電流小、避免電池瞬間大電流放電，電機(jī)能量回饋性能好。二是受電 池性能的制約，電動(dòng)車(chē)輛主要用于城市交通，車(chē)輛大部分時(shí)間處于起動(dòng)、加速、制動(dòng)的工作 狀態(tài)，因此電機(jī)的起動(dòng)性能(起動(dòng)轉(zhuǎn)矩/起動(dòng)電流)、加速性能、低速時(shí)的效率、制動(dòng)及滑行 時(shí)的能量再生能力、電機(jī)的過(guò)載能力、電機(jī)的能量密度、電機(jī)可靠性等性能指標(biāo)對(duì)電動(dòng)車(chē)輛 尤為重要?；谝陨蟽牲c(diǎn)，理想的電動(dòng)車(chē)輛電機(jī)必須既要符合電池充放電特性，又要符合車(chē) 輛的負(fù)載特性。永磁電機(jī)效率高、起動(dòng)性能好、體積小、重量輕，是驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)輛的理想電 機(jī)。目前電動(dòng)車(chē)輛用永磁電機(jī)均采用單一繞組電機(jī)，這種電機(jī)如果設(shè)計(jì)制造時(shí)要求具有較 大的起步轉(zhuǎn)矩，由于反電勢(shì)系數(shù)的限制電機(jī)難以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行，或只能通過(guò)復(fù)雜的弱磁控 制實(shí)現(xiàn)高速，而弱磁控制又消耗了電池能量；反之，如果將電機(jī)設(shè)計(jì)為較高的轉(zhuǎn)速，電機(jī)的 起步轉(zhuǎn)矩將減小，難以滿(mǎn)足車(chē)輛起動(dòng)加速要求，或只能通過(guò)加大電機(jī)繞組電流來(lái)提高起步 轉(zhuǎn)矩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙繞組永磁電機(jī)(簡(jiǎn) 稱(chēng)電機(jī))，電機(jī)在專(zhuān)用控制器控制下，即可以實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速大扭矩運(yùn)轉(zhuǎn)，又可實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是雙繞組永磁電機(jī)由轉(zhuǎn)子部分、定子部分和位置檢測(cè)部 分組成，轉(zhuǎn)子部分由電機(jī)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、磁鋼、軸承等部件組成，定子部分主要由定子機(jī)殼、 定子鐵芯、大轉(zhuǎn)矩繞組、高速繞組、電機(jī)端蓋等部件組成。轉(zhuǎn)子鐵芯套在電機(jī)軸上，磁鋼安裝 在轉(zhuǎn)子鐵芯上，軸承安裝在電機(jī)軸上，分別處在轉(zhuǎn)子鐵芯兩端，起到支撐轉(zhuǎn)子部分的作用。 而大轉(zhuǎn)矩繞組、高速繞組安放在定子鐵芯中，定子鐵芯壓入定子機(jī)殼中，兩電機(jī)端蓋安裝在 定子機(jī)殼兩端，支撐電機(jī)兩軸承，組成一個(gè)完整的電機(jī)。位置檢測(cè)裝置可以安裝在電機(jī)內(nèi) 部，也可安裝在電機(jī)外部，檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度位置。本發(fā)明的原理是當(dāng)電機(jī)按邏輯關(guān)系在大轉(zhuǎn)矩繞組或者是高速繞組中通入電流 時(shí)，在電機(jī)定子鐵芯中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁鋼的固有磁場(chǎng)耦合產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩 作用在轉(zhuǎn)子鐵芯上，帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)動(dòng)，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。當(dāng)車(chē)輛起 步加速運(yùn)行或車(chē)輛上坡需要電機(jī)輸出較大轉(zhuǎn)矩時(shí)，專(zhuān)用控制器控制大轉(zhuǎn)矩繞組工作，電機(jī) 可以輸出較大的轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)車(chē)輛起動(dòng)或加速運(yùn)行。當(dāng)車(chē)輛在平路高速運(yùn)行時(shí)，需要電機(jī)輸 出較高的轉(zhuǎn)速，而這時(shí)需要的電機(jī)轉(zhuǎn)矩較小，控制器切斷大轉(zhuǎn)矩繞組工作，控制高速繞組工 作，電機(jī)可以輸出較高的轉(zhuǎn)速，驅(qū)動(dòng)車(chē)輛高速運(yùn)行。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于①電機(jī)外特性好，非常符合車(chē)輛的負(fù)載特性， 尤其是電機(jī)具有可貴的低速大轉(zhuǎn)矩特性，能夠提供大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，滿(mǎn)足車(chē)輛的加速要求。② 速度范圍寬，電機(jī)可以在很低到很高速度范圍內(nèi)運(yùn)行。③電機(jī)效率高，尤其是在重載低速車(chē) 況下，電機(jī)仍能保持較高的效率，這對(duì)珍貴的電池能量是很重要的。④過(guò)載能力強(qiáng)，這種電 機(jī)比單繞組永磁電機(jī)可提高過(guò)載能力2倍以上，滿(mǎn)足車(chē)輛的起步、爬坡、坡路起車(chē)的需要。 ⑤再生制動(dòng)效果好，車(chē)輛既是在低速運(yùn)行時(shí)大轉(zhuǎn)矩繞仍能產(chǎn)生較高的發(fā)電電壓，容易實(shí)現(xiàn) 給電池充電，同時(shí)起到電制動(dòng)作用，減輕機(jī)械剎車(chē)負(fù)擔(dān)。


圖1為為本發(fā)明所述的一種雙繞組永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)形式，即雙鐵芯雙繞組永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)圖，是本發(fā)明的 變形或延伸。圖3、圖4、圖5為本發(fā)明的大轉(zhuǎn)矩繞組和高速繞組相互關(guān)系原理圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，轉(zhuǎn)子鐵芯3整體迭裝后壓裝在電機(jī)軸1上，磁鋼4粘貼在轉(zhuǎn)子鐵芯3 上，軸承2裝在電機(jī)軸1上，定子鐵芯6壓裝在定子機(jī)殼5內(nèi)，大轉(zhuǎn)矩繞組7、高速繞組8安 裝在定子鐵芯6的線(xiàn)槽中，電機(jī)端蓋10的外端與定子機(jī)殼5連接、內(nèi)端與軸承2的外圈連 接，使電機(jī)成為一個(gè)整體，位置檢測(cè)裝置9的旋轉(zhuǎn)部分安裝在電機(jī)軸1上，位置檢測(cè)裝置9 的靜止部分安裝在電機(jī)端蓋10上。本發(fā)明的另一結(jié)構(gòu)形式如圖2所示，電機(jī)由兩套定轉(zhuǎn)子鐵芯和獨(dú)立的大轉(zhuǎn)矩繞組 7、高速繞組8及相關(guān)部件組成，大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子鐵芯3、大轉(zhuǎn)矩磁鋼4、大轉(zhuǎn)矩定子鐵芯5、大轉(zhuǎn)矩 繞組6組成大轉(zhuǎn)矩電機(jī)部分，高速轉(zhuǎn)子鐵芯8、高速磁鋼9、高速定子鐵芯10、高速繞組11組 成高速電機(jī)部分。大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子鐵芯3與高速轉(zhuǎn)子鐵芯8共同壓裝在電機(jī)軸1上，大轉(zhuǎn)矩定 子鐵芯5與高速定子鐵芯10共同壓裝在定子機(jī)殼7內(nèi)，大轉(zhuǎn)矩磁鋼4安裝在大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子鐵 芯3上，大轉(zhuǎn)矩繞組6安裝在大轉(zhuǎn)矩定子鐵芯5內(nèi)，同樣高速磁鋼9安裝在高速轉(zhuǎn)子鐵芯8 上，高速繞組11安裝在高速定子鐵芯10內(nèi)。軸承2裝在電機(jī)軸1上，電機(jī)端蓋13的外端 與定子機(jī)殼7連接、內(nèi)端與軸承2的外圈連接，使電機(jī)成為一個(gè)整體，位置檢測(cè)裝置12的旋 轉(zhuǎn)部分安裝在電機(jī)軸1上，位置檢測(cè)裝置12的靜止部分安裝在電機(jī)端蓋13上。本發(fā)明所述的雙繞組永磁電機(jī)要比同功率的單繞組電機(jī)輸出較大的轉(zhuǎn)矩，因此雙 繞組永磁電機(jī)的電機(jī)軸1，要比常規(guī)電機(jī)的電機(jī)軸應(yīng)有更大的直徑和較大的強(qiáng)度，以滿(mǎn)足電 機(jī)輸出大扭矩的需要。如圖3中所示，大轉(zhuǎn)矩繞組7與高速繞組8是兩套獨(dú)立的繞組，兩者之間沒(méi)有電聯(lián) 系。如圖4中所示，大轉(zhuǎn)矩繞組7與高速繞組8是兩套非獨(dú)立的繞組，兩者具有電聯(lián) 系，兩者是一種串聯(lián)結(jié)構(gòu)形式。如圖5中所示，大轉(zhuǎn)矩繞組7與高速繞組8也不是兩套獨(dú)立的繞組，兩者具有電聯(lián) 系，兩者是一種并聯(lián)結(jié)構(gòu)形式。本發(fā)明適用于直流無(wú)刷電機(jī)和同步永磁電機(jī)及相關(guān)電機(jī)，也可適用于電動(dòng)車(chē)輛外的其他需要大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合。位置檢測(cè)裝置可以是霍爾位置檢測(cè)裝置、光電編碼器檢測(cè) 裝置或旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)裝置的一種，根據(jù)需要亦可省去此位置檢測(cè)裝置，形成無(wú)位置檢測(cè) 的雙繞組永磁電機(jī)。
權(quán)利要求
一種雙繞組永磁電機(jī)，該發(fā)明的轉(zhuǎn)子鐵芯(3)整體迭裝后壓裝在電機(jī)軸(1)上，磁鋼(4)粘貼安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯(3)上，軸承(2)裝在電機(jī)軸(1)上，定子鐵芯(6)壓裝在定子機(jī)殼(5)內(nèi)，大轉(zhuǎn)矩繞組(7)、高速繞組(8)安裝在定子鐵芯(6)的線(xiàn)槽中，電機(jī)端蓋(10)的外端與定子機(jī)殼(5)連接、電機(jī)端蓋(10)的內(nèi)端與軸承(2)的外圈連接，使電機(jī)成為一個(gè)整體，位置檢測(cè)裝置(9)的旋轉(zhuǎn)部分安裝在電機(jī)軸(1)上，位置檢測(cè)裝置(9)的靜止部分安裝在電機(jī)端蓋(10)上，其特征在于在一臺(tái)永磁電機(jī)中同時(shí)安裝有大轉(zhuǎn)矩繞組(7)和高速繞組(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙繞組永磁電機(jī)，其特征在于大轉(zhuǎn)矩繞組(7)和高速 繞組(8)分別工作在電機(jī)的低速區(qū)和高速區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙繞組永磁電機(jī)，其特征在于大轉(zhuǎn)矩繞組(7)和高速 繞組(8)可以安裝在一個(gè)定子鐵芯(6)中，也可以安裝在兩個(gè)定子鐵芯中，構(gòu)成雙定子、雙 轉(zhuǎn)子、雙繞組的永磁電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙繞組永磁電機(jī)，其特征在于大轉(zhuǎn)矩繞組(7)和高速 繞組(8)可以是相互獨(dú)立的繞組或采用具有串聯(lián)形式或并聯(lián)形式繞組的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙繞組永磁電機(jī)，其特征在于該電機(jī)可以是無(wú)刷直流 電機(jī)或永磁同步電機(jī)，電機(jī)可以帶位置傳感器、也可以不帶位置傳感器。全文摘要
一種雙繞組永磁電機(jī)，由轉(zhuǎn)子部分、定子部分和位置檢測(cè)部分組成，轉(zhuǎn)子部分由電機(jī)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、磁鋼、軸承等部件組成，定子部分主要由定子機(jī)殼、定子鐵芯、大轉(zhuǎn)矩繞組、高速繞組、端蓋等部件組成。本發(fā)明與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，雙繞組永磁電機(jī)的負(fù)載特性非常符合電動(dòng)車(chē)輛的負(fù)載特性，當(dāng)車(chē)輛起步或爬坡時(shí)電機(jī)大轉(zhuǎn)矩繞組工作，電機(jī)輸出較大的轉(zhuǎn)矩；當(dāng)車(chē)輛需要高速行駛時(shí)電機(jī)高速繞組工作，電機(jī)可以提供較高的轉(zhuǎn)速，驅(qū)動(dòng)車(chē)輛高行駛。本發(fā)明具有速度范圍寬，電機(jī)低速轉(zhuǎn)矩大、高速性能好，效率高，再生制動(dòng)效果好，體積小、重量輕、比功率大，可靠性高，其控制系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，是電動(dòng)車(chē)輛的理想驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
文檔編號(hào)H02K21/26GK101902088SQ20091014571
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2009年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月30日
發(fā)明者馬善振 申請(qǐng)人:馬善振