專利名稱：轉(zhuǎn)子為互補(bǔ)勵(lì)磁的永磁變速輪轂電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁無(wú)刷電機(jī)，具體的說(shuō)是涉及一種為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛設(shè)計(jì)的一種 轉(zhuǎn)子為互補(bǔ)勵(lì)磁的永磁變速輪轂電機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的用于電動(dòng)兩輪車動(dòng)力裝置的永磁無(wú)刷電機(jī)，通常是采用低速的輪轂電 機(jī)，它省去了機(jī)械傳動(dòng)，無(wú)需潤(rùn)滑，低噪音，免維護(hù)，在電動(dòng)兩輪車領(lǐng)域得到廣泛的使用。但 這種低速的輪轂電機(jī)因其自身的機(jī)械特性原因，只能降速調(diào)速，而不能恒功率增速調(diào)速，在 實(shí)際應(yīng)用爬坡能力差，速度也提不高。電機(jī)的機(jī)械特性是指電機(jī)輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速的函數(shù) 關(guān)系，附圖
7是現(xiàn)有1. 1千瓦永磁無(wú)刷電機(jī)的機(jī)械特性，具有20Nm的扭力和500轉(zhuǎn)/分的 轉(zhuǎn)速。永磁電機(jī)本身雖然具有恒扭矩特性，但是沒(méi)有恒功率特性，由于使用永磁體勵(lì)磁，電 機(jī)磁通量難以調(diào)整，因此全功率調(diào)速范圍窄，當(dāng)用于車輛驅(qū)動(dòng)時(shí)，因車輛行駛的工況變化范 圍大，就導(dǎo)致這種電機(jī)需要更多的功率儲(chǔ)備，體積增大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這是很不經(jīng)濟(jì)的。為了解 決這個(gè)問(wèn)題，人們嘗試了許多方法，到目前為止，解決此問(wèn)題的方法主要有三種
1、電機(jī)沒(méi)有任何變化，為了提高電機(jī)的性能，采用高速電機(jī)加機(jī)械減速系統(tǒng)或變檔系 統(tǒng)，即在電機(jī)外設(shè)置機(jī)械式變速機(jī)構(gòu)(包括多檔變速或無(wú)極變速)，利用變速器來(lái)擴(kuò)大調(diào)速 范圍，以此彌補(bǔ)該電機(jī)全功率調(diào)速范圍窄的不足。這種方式必須采用機(jī)械式變速箱、離合器 等，致使車輛的動(dòng)力箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，成本高。附圖8是上述1. 1千瓦電機(jī)使用外置機(jī)械 變速后增加了一個(gè)高速檔，轉(zhuǎn)速增加了 1倍，但特性不連續(xù)，變速時(shí)存在沖擊或動(dòng)力中斷。2、采用弱磁調(diào)速技術(shù)
理想的車輛驅(qū)動(dòng)需要的電機(jī)特性是，低速時(shí)具有恒扭矩輸出特性和額定轉(zhuǎn)速以上具有 恒功率輸出特性。永磁電機(jī)本身具有恒扭矩特性而沒(méi)有恒功率特性。因?yàn)楹愎β侍匦孕枰?通過(guò)減小磁通來(lái)實(shí)現(xiàn)，業(yè)內(nèi)稱為弱磁調(diào)速。簡(jiǎn)單說(shuō)明如下 永磁無(wú)刷電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速即空載轉(zhuǎn)速由下式?jīng)Q定
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)子為互補(bǔ)勵(lì)磁的永磁變速輪轂電機(jī)，包括輪轂(6)、固定在輪轂內(nèi)圓的的轉(zhuǎn) 子軛(5)，以及位于轉(zhuǎn)子軛(5)內(nèi)圓中的定子(16)，所述轉(zhuǎn)子軛(5)的內(nèi)圓設(shè)有勵(lì)磁磁源， 所述定子(16)的圓周設(shè)置繞組(17)，繞組(17)的鐵芯與勵(lì)磁磁源之間有氣隙(4)，定子軸 (18)的兩端軸段上分別設(shè)有軸承(12)，輪轂(6)左右兩端的端蓋通過(guò)軸承(12)支撐于定 子軸(18)，其特征在于所述勵(lì)磁磁源為兩組極性互補(bǔ)的勵(lì)磁磁源，其中一組為主磁通源 勵(lì)磁體(7)，另一組為副磁通源勵(lì)磁體(9)，主、副磁通源勵(lì)磁體并排設(shè)置于轉(zhuǎn)子軛(5)中， 主磁通源勵(lì)磁體(7)的軸向長(zhǎng)度大于副磁通源勵(lì)磁體(9)的軸向長(zhǎng)度，主、副磁通源勵(lì)磁體 之間設(shè)有間隔間隙(8 )，所述主磁通源勵(lì)磁體(7 )、副磁通源勵(lì)磁體分別由多塊永磁體極性 交替配置于轉(zhuǎn)子軛(5)中構(gòu)成以定子軸為中心的環(huán)形，主、副磁通源勵(lì)磁體的永磁體數(shù)量相 同，極距長(zhǎng)度相同，副磁通源勵(lì)磁體圓周極性分布與主磁通源勵(lì)磁體圓周極性分布的錯(cuò)開 一個(gè)極距，使主、副磁通源勵(lì)磁體之間軸向?qū)?yīng)的極性相反；所述定子(16)與定子軸(18) 通過(guò)花鍵配合形成可軸向移動(dòng)的定子，所述輪轂的靠主磁通源勵(lì)磁體(7)—邊的左端蓋 (Ila)內(nèi)設(shè)置軌道盤(3)，定子(16)與左端蓋對(duì)應(yīng)的軸向端設(shè)置一推盤(2)，軌道盤(3)與推 盤(2)之間設(shè)有多個(gè)通過(guò)離心運(yùn)動(dòng)推動(dòng)定子(16)軸向移動(dòng)的滾子(1 )，定子(16)與右端蓋 對(duì)應(yīng)的軸向端設(shè)有回位彈簧(15)，使輪轂(6)在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，定子(16)處于對(duì)應(yīng)主磁通源 勵(lì)磁體(7)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子為互補(bǔ)勵(lì)磁的永磁變速輪轂電機(jī)，其特征在于所述主 磁通源勵(lì)磁體軸向長(zhǎng)度為副磁通源勵(lì)磁體軸向長(zhǎng)度的2倍或2倍以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子為互補(bǔ)勵(lì)磁的永磁變速輪轂電機(jī)，其特征在于所 述主磁通源勵(lì)磁體(7)的軸向長(zhǎng)度與繞組(17)鐵芯的軸向長(zhǎng)度相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子為互補(bǔ)勵(lì)磁的永磁變速輪轂電機(jī)，其特征在于主、副磁 通源勵(lì)磁體之間間隙(8)的間距為氣隙(4)間距的2 4倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子為互補(bǔ)勵(lì)磁的永磁變速輪轂電機(jī)，其特征在于定子與 定子軸的花鍵配合采用滾珠花鍵，該滾珠花鍵由設(shè)于定子上的內(nèi)花鍵套、設(shè)于定子軸上的 花鍵軸段、用于使內(nèi)花鍵套與花鍵軸段嚙合的若干滾珠組成，內(nèi)花鍵套和花鍵軸段的花鍵 均為軸向延伸的圓弧槽，若干滾珠位于內(nèi)花鍵套與花鍵軸段之間，排列在圓弧槽中，定子軸 上的花鍵軸段具有內(nèi)花鍵套(20 )軸向移動(dòng)的自由度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的轉(zhuǎn)子為互補(bǔ)勵(lì)磁的永磁變速輪轂電機(jī)，其特征在于推 盤(2)通過(guò)推力軸承(21)與定子或內(nèi)花鍵套(20)連接，可相對(duì)于定子或內(nèi)花鍵套轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子為互補(bǔ)勵(lì)磁的永磁變速輪轂電機(jī)，其特征在于所述推 盤(2)為斜面盤腔，使推盤(2)與軌道盤(3)之間形成楔形空間，滾子(1)位于該楔形空間 中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子為互補(bǔ)勵(lì)磁的永磁變速輪轂電機(jī)，其特征在于所述軌 道盤(3)均布有呈放射狀向徑向延伸的槽形軌道，各槽形軌道的根部設(shè)有容納滾子的凹陷 (23)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子為互補(bǔ)勵(lì)磁的永磁變速輪轂電機(jī)，其特征在于所述回 位彈簧(15)空套在定子軸(18)上，回位彈簧(15)的一端限位于定子，另一端限位于定子軸 (18)上設(shè)置的限位擋板(22)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的轉(zhuǎn)子為互補(bǔ)勵(lì)磁的永磁變速輪轂電機(jī)，其特征在于一用于位置傳感的磁敏傳感器(14 )安裝在定子軸(18 )上，與輪轂右端蓋(1 Ib )上設(shè)置的磁環(huán) (13)對(duì)應(yīng)。
全文摘要
一種轉(zhuǎn)子為互補(bǔ)勵(lì)磁的永磁變速輪轂電機(jī)，它通過(guò)在輪轂的轉(zhuǎn)子內(nèi)表面設(shè)置兩組極性互補(bǔ)的勵(lì)磁磁源，主磁通源勵(lì)磁體、副磁通源勵(lì)磁體分別由多塊永磁體極性交替配置于轉(zhuǎn)子軛中構(gòu)成以定子軸為中心的環(huán)形，副磁通源勵(lì)磁體圓周極性分布與主磁通源勵(lì)磁體錯(cuò)開一個(gè)極距，定子與定子軸通過(guò)花鍵配合形成可軸向移動(dòng)的定子，輪轂左端蓋內(nèi)設(shè)置軌道盤與定子上設(shè)置的推盤之間設(shè)有多個(gè)通過(guò)離心運(yùn)動(dòng)推動(dòng)定子軸向移動(dòng)的滾子，它使定子沿軸向移動(dòng)減少磁通量，來(lái)改變電機(jī)的扭矩-轉(zhuǎn)速特性，實(shí)現(xiàn)變速，既能使永磁變速輪轂電機(jī)自身的機(jī)械特性提高，又能使永磁變速輪轂電機(jī)的全功率調(diào)速范圍增大，同時(shí)又不增大電機(jī)體積，節(jié)約生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)H02K1/27GK102064657SQ20101055647
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者楊荷 申請(qǐng)人:楊荷