專利名稱：靜止永磁體勵(lì)磁的輪轂式同步電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)汽車用同步電動(dòng)機(jī)，尤其涉及一種靜止永磁體勵(lì)磁的輪轂式同步電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著石油資源的短缺和人們環(huán)保意識(shí)的提高，電動(dòng)汽車受到世界各國的廣泛重視，驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)汽車的核心部件之一。電動(dòng)車最顯著的特點(diǎn)是頻繁的起停、加減速，而不是運(yùn)行于某一恒速下穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。人們對(duì)電動(dòng)車的1次充電行駛距離和最高時(shí)速有一定要求，對(duì)于輕型電動(dòng)汽車一般要求1次充電行駛50 100km，最高時(shí)速100km/h?？煽啃院蛢r(jià)格也是人們比較關(guān)注的問題。目前電動(dòng)車使用的各種驅(qū)動(dòng)電機(jī)各有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又都有其不利的一面。在電動(dòng)車發(fā)展初期，多采用普通直流電動(dòng)機(jī)。隨著永磁材料的發(fā)展，永磁直流電動(dòng)機(jī)也有所應(yīng)用。直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是可控制性好，但它重量大，效率低，價(jià)格貴，而且由于電刷和滑環(huán)的存在，維護(hù)工作量大，可靠性低。因此，隨著電力電子器件的發(fā)展，交流電機(jī)逐漸成熟，直流電動(dòng)機(jī)逐漸被交流電動(dòng)機(jī)所取代。以永磁同步電機(jī)和無刷直流電動(dòng)機(jī)為代表的交流永磁電動(dòng)機(jī)以其低重量、高效率這一特別的優(yōu)勢在電動(dòng)車領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。這類電機(jī)也有它的缺點(diǎn)，永磁體固定于高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上，對(duì)制造工藝要求很高，另外電機(jī)的調(diào)速范圍也受到限制。開關(guān)磁阻電機(jī)雖然結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固、效率高，低速時(shí)可提供很大的轉(zhuǎn)矩，且驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡單，它的缺點(diǎn)主要是振動(dòng)和噪聲較大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種靜止永磁體勵(lì)磁的輪轂式同步電動(dòng)機(jī)，它具有可靠性好、加工方便的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案—種靜止永磁體勵(lì)磁的輪轂式同步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)為輪轂式外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，所述電動(dòng)機(jī)定子鐵芯和外轉(zhuǎn)子鐵芯為12/16極結(jié)構(gòu)，即定子鐵芯外圓上開12個(gè)齒槽，外轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)圓表面開16個(gè)齒槽，每個(gè)定子齒頂表面貼附有極性相反的兩塊永磁體，相鄰定子齒上的相鄰永磁體極性相同；定子鐵芯每個(gè)齒上設(shè)有集中繞組，四個(gè)相距90°的集中繞組串聯(lián)構(gòu)成一相，極性交替排列。所述的永磁體是靜止的，定子上的每極磁通是交變的。所述定子鐵芯齒頂寬度為；外轉(zhuǎn)子鐵芯齒頂寬度為9°，外轉(zhuǎn)子上采用5° 7.5°的斜槽。外轉(zhuǎn)子、定子鐵芯均由硅鋼片疊壓而成，外轉(zhuǎn)子上沒有繞組和永磁體。該實(shí)用新型的有益效果是輪轂式外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)適合于電動(dòng)汽車的兩輪或四輪驅(qū)動(dòng)；永磁體固定于每個(gè)定子齒頂表面；該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了靜止永磁體產(chǎn)生交變磁通，提高了材料利用率和電機(jī)功率密度；外轉(zhuǎn)子只由硅鋼片疊壓而成，不設(shè)有永磁體，機(jī)械強(qiáng)度高，適合于高速旋轉(zhuǎn)；電機(jī)固有的減速特性，使其具有良好的低速特性；外轉(zhuǎn)子采用斜槽使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較小。

圖1為電機(jī)定子鐵芯示意。圖2為電機(jī)定子鐵芯、外轉(zhuǎn)子鐵芯示意圖。圖3為電源頻率130Hz時(shí)，電機(jī)電壓波形及諧波分布。圖4為電源頻率130Hz時(shí)，電機(jī)電流波形及諧波分布。1.定子鐵芯，2.永磁體，3.集中繞組，4.外轉(zhuǎn)子鐵芯。
具體實(shí)施方式
圖1，圖2 —種靜止永磁體勵(lì)磁的輪轂式同步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)為輪轂式外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，它包括定子鐵芯1、永磁體2、集中繞組3和外轉(zhuǎn)子鐵芯4。定子鐵芯1內(nèi)圓上開12個(gè)齒槽，齒頂寬度為。每個(gè)定子齒頂表面貼附有極性相反的兩塊永磁體2，相鄰定子齒上的相鄰永磁體2極性相同。定子鐵芯1每個(gè)齒上設(shè)有集中繞組3，四個(gè)相距90°的集中繞組3串聯(lián)構(gòu)成一相，極性交替排列。外轉(zhuǎn)子鐵芯4內(nèi)圓表面均勻開16個(gè)齒槽，外轉(zhuǎn)子鐵芯 4齒頂寬度為9°，外轉(zhuǎn)子上采用5° 7. 5°的斜槽。外轉(zhuǎn)子鐵芯4、定子鐵芯1均由硅鋼片疊壓而成。工作方式電機(jī)由直流電源供電，經(jīng)逆變器輸出三相PWM電壓給電動(dòng)機(jī)。樣機(jī)額定值額定功率I3n= 2. 2kW，額定效率 nN = 86%j^^^InN = 490r/min， 最高轉(zhuǎn)速1500r/min，額定電壓隊(duì)=96V (直流)。樣機(jī)主要尺寸定子內(nèi)徑60mm，定子外徑160mm，定子軛厚20. 5mm，定子齒頂寬 24° ；外轉(zhuǎn)子內(nèi)徑161mm;外轉(zhuǎn)子外徑200mm，外轉(zhuǎn)子軛厚10mm，外轉(zhuǎn)子齒寬9° ；鐵芯長度 IOOmm ；永磁體厚度2. 5mm ；氣隙0. 5mm。電機(jī)在電源頻率為130Hz空載運(yùn)行時(shí)的電壓、電流波形及諧波分布如圖3、圖4所
7J\ ο上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種靜止永磁體勵(lì)磁的輪轂式同步電動(dòng)機(jī)，其特征是電動(dòng)機(jī)為輪轂式外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，所述電動(dòng)機(jī)定子鐵芯和外轉(zhuǎn)子鐵芯為12/16極結(jié)構(gòu)，即定子鐵芯外圓上開12個(gè)齒槽，外轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)圓表面開16個(gè)齒槽，每個(gè)定子齒頂表面貼附有極性相反的兩塊永磁體，相鄰定子齒上的相鄰永磁體極性相同；定子鐵芯每個(gè)齒上設(shè)有集中繞組，四個(gè)相距90°的集中繞組串聯(lián)構(gòu)成一相，極性交替排列。
2.如權(quán)利要求1所述的一種靜止永磁體勵(lì)磁的輪轂式同步電動(dòng)機(jī)，其特征是，定子鐵芯齒頂寬度為；外轉(zhuǎn)子鐵芯齒頂寬度為9°，外轉(zhuǎn)子上采用5° 7. 5°的斜槽。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種靜止永磁體勵(lì)磁的輪轂式同步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)為輪轂式外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，它包括定子鐵芯1、永磁體2、集中繞組3和外轉(zhuǎn)子鐵芯4。定子鐵芯1內(nèi)圓上開12個(gè)齒槽，齒頂寬度為24°。每個(gè)定子齒表面貼附有極性相反的兩塊永磁體2，相鄰定子齒上的相鄰永磁體2極性相同。定子每個(gè)齒上設(shè)有集中繞組3，四個(gè)相距90°的集中繞組3串聯(lián)構(gòu)成一相，極性交替排列。外轉(zhuǎn)子鐵芯4內(nèi)圓表面均勻開16個(gè)齒槽，齒頂寬度為9°，采用5°～7.5°的斜槽。外轉(zhuǎn)子鐵芯、內(nèi)定子鐵芯均由硅鋼片疊壓而成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠、維護(hù)方便。
文檔編號(hào)H02K1/14GK202206277SQ20112030727
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者朱晗, 李光友 申請(qǐng)人:山東大學(xué)