本發(fā)明涉及一種電動車PCB定子永磁差速電機，屬于電動車電機領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

永磁無刷差速電機與傳統(tǒng)的電勵磁電機或永磁有刷直流電機相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、體積小、質(zhì)量小、損耗少，效率高等特點。目前應(yīng)用范圍極為廣泛，幾乎遍及航空航天、國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個領(lǐng)域，尤其適用于大功率三輪電動車。

近些年來這種永磁無刷差速電機的結(jié)構(gòu)沒有顯著變化，轉(zhuǎn)子主要采用徑向磁極分塊式永磁體，定子由繞制在疊壓硅鋼片中的線圈組成。這種結(jié)構(gòu)的電機由于采用手工繞制銅線，工藝復(fù)雜、人工和材料成本高且質(zhì)量不穩(wěn)定；疊壓的硅鋼片的質(zhì)量約占電機總質(zhì)量的三分之一，從而導(dǎo)致體積大、重量大、渦流損耗大、效率低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種電動車PCB定子永磁差速電機，結(jié)構(gòu)簡單，體積小、重量小，效率高、運行可靠且成本便宜。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的種電動車PCB定子永磁差速電機，包括定子、安裝在定子上的轉(zhuǎn)子、及用于將轉(zhuǎn)子耦合在定子上的轉(zhuǎn)軸；

所述定子為PCB板；

所述轉(zhuǎn)子為設(shè)置在PCB板兩側(cè)的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤內(nèi)部鑲嵌永磁體；

所述轉(zhuǎn)軸穿過PCB板和轉(zhuǎn)盤，且轉(zhuǎn)軸上設(shè)有定位臺，用于固定鑲嵌在兩個轉(zhuǎn)盤中永磁體的間距。

作為改進，所述永磁體為整體或分塊組成的圓環(huán)形。

作為改進，所述永磁體的磁場方向為軸向，磁極數(shù)為多磁極，且沿圓環(huán)均勻分布。

作為進一步改進，所述轉(zhuǎn)盤內(nèi)嵌的永磁體為軸向充磁八磁極，永磁體中設(shè)有交替排列的永磁體N極和永磁體S極，所述永磁體N極和永磁體S極沿圓環(huán)均勻分布。

作為改進，所述PCB板上具有兩層及兩層以上層數(shù)的導(dǎo)體，且每層導(dǎo)體間設(shè)有連接過孔。

作為改進，所述PCB板上設(shè)有用于測量轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的霍爾效應(yīng)傳感器，所述霍爾效應(yīng)傳感器通過霍爾效應(yīng)傳感器接線端子安裝在PCB板上。

作為改進，所述PCB板為圓形。

作為改進，兩個永磁體中的每個磁極分別與對側(cè)的永磁體中的磁極磁性相對，通過磁性相對的兩磁極提供貫穿PCB板的軸向磁場。

本發(fā)明采用PCB代替?zhèn)鹘y(tǒng)繞組，使得電機定子設(shè)計靈活多變，實現(xiàn)高精度布線；PCB板上分布有多層排布線圈，提高了載流量，進而提高了電機功率；該電機中無需鐵心，消除了渦流損耗，使效率提高，且整體結(jié)構(gòu)精簡，有利于流水線裝配，有效提高生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1A為本發(fā)明一個實施例的電動車PCB定子永磁差速電機的俯視圖；

圖1B為本發(fā)明一個實施例的電動車PCB定子永磁差速電機的側(cè)視圖；

圖2為本發(fā)明一個實施例中轉(zhuǎn)盤的表面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3A為本發(fā)明一個實施例中PCB板的前表面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3B為本發(fā)明一個實施例中PCB板的后表面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4A為本發(fā)明一個實施例中PCB板上A相繞組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4B為本發(fā)明一個實施例中PCB板上B相繞組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4C為本發(fā)明一個實施例中PCB板上C相繞組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：10、PCB板，11、轉(zhuǎn)盤，12、轉(zhuǎn)軸，13、永磁體，21、永磁體N極，22、永磁體S極，30、繞組接線端子，31、霍爾效應(yīng)傳感器接線端子，32、單根導(dǎo)線，33、外圈連接線，34、內(nèi)圈連接線，40、A相繞組，41、B相繞組，42、C相繞組。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面通過附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。但是應(yīng)該理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明的范圍。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同，本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。

如圖1A、圖1B所示，一種電動車PCB定子永磁差速電機，包括定子、安裝在定子上的轉(zhuǎn)子、及用于將轉(zhuǎn)子耦合在定子上的轉(zhuǎn)軸12；

所述定子為PCB板10；

所述轉(zhuǎn)子為設(shè)置在PCB板10兩側(cè)的轉(zhuǎn)盤11，轉(zhuǎn)盤11內(nèi)部鑲嵌永磁體13；

所述轉(zhuǎn)軸12穿過PCB板10和轉(zhuǎn)盤11，且轉(zhuǎn)軸12上設(shè)有定位臺，用于固定鑲嵌在兩個轉(zhuǎn)盤11中永磁體13的間距,使每個永磁體13磁極面與PCB板10上繞組平行且間隙相等。

作為實施例的改進，所述永磁體13為整體或分塊組成的圓環(huán)形，進一步的，所述永磁體13的磁場方向為軸向，磁極數(shù)為多磁極，且沿圓環(huán)均勻分布。如圖2所示，所述轉(zhuǎn)盤11內(nèi)嵌的永磁體13為軸向充磁八磁極，永磁體13中設(shè)有交替排列的永磁體N極21和永磁體S極22，所述永磁體N極21和永磁體S極22沿圓環(huán)均勻分布。

作為實施例的改進，所述PCB板10上具有兩層及兩層以上層數(shù)的導(dǎo)體，且每層導(dǎo)體間設(shè)有連接過孔。本發(fā)明電機采用PCB替代傳統(tǒng)鐵心線圈繞組，其主要包括A、B、C三相線圈，所述PCB板10為圓形，其平面圓形均勻分布四組線圈，每組線圈包括3相線圈，每相線圈含8根導(dǎo)線，共96根導(dǎo)線，每相線圈由在PCB內(nèi)部連接層內(nèi)圈與外圈的導(dǎo)體連接，串聯(lián)形成4個繞組回路，且A、B、C三相的一端在PCB內(nèi)部連接層連接成中性點。

PCB板10上具體三相繞組的結(jié)構(gòu)，如圖4A、圖4B、圖4C所示：

單層A相繞組40由四個線圈串聯(lián)組成，通以電流時，四個線圈產(chǎn)生相同的定子磁場，與永磁體13相同位置的磁極相互作用，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力，使轉(zhuǎn)盤11轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)盤11內(nèi)永磁體13磁極轉(zhuǎn)動到與定子A相磁極相反時，控制器通過霍爾效應(yīng)傳感器產(chǎn)生的控制信號使A相繞組40內(nèi)通以相反電流，進而繼續(xù)產(chǎn)生持續(xù)旋轉(zhuǎn)動力。B相繞組41、C相繞組42工作原理與之相同。

作為實施例的改進，所述PCB板10上設(shè)有用于測量轉(zhuǎn)盤11轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的霍爾效應(yīng)傳感器，所述霍爾效應(yīng)傳感器通過霍爾效應(yīng)傳感器接線端子31安裝在PCB板10上。如圖3A所示，PCB板10前表面包括繞組接線端子30、霍爾效應(yīng)傳感器接線端子31、單根導(dǎo)線32，單根導(dǎo)線32在PCB板10上沿徑向均勻排列，并且是三相繞組中的有效工作導(dǎo)體。電機控制器在正確的時刻通過繞組接線端子30將電流通向正確的繞組，繞組中的單根導(dǎo)線32通以電流，將會產(chǎn)生定子磁場，此定子磁場與轉(zhuǎn)盤11中永磁體13的磁極相互作用，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。定子PCB中的霍爾效應(yīng)傳感器檢測到永磁體磁極，產(chǎn)生控制信號，通過霍爾效應(yīng)傳感器接線端子31通往電機控制器，用于檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。

如圖3B所示，單相繞組內(nèi)的單根導(dǎo)線32由外圈連接線33和內(nèi)圈連接線34串聯(lián)形成定子磁極。由于電機在正常工作狀態(tài)時，外圈連接線33和內(nèi)圈連接線34承載比單根導(dǎo)線32高數(shù)倍的工作電流，因而導(dǎo)體截面積較單根導(dǎo)線的截面積大。

作為實施例的改進，兩個永磁體13中的每個磁極分別與對側(cè)的永磁體13中的磁極磁性相對，通過磁性相對的兩磁極提供貫穿PCB板10的軸向磁場。

本發(fā)明的PCB包括的多個霍爾效應(yīng)傳感器檢測當(dāng)前時刻永磁體磁極位置，其控制信號導(dǎo)通相應(yīng)A、B、C三相中其中兩相，使其通過一定方向的電流，使PCB上繞組產(chǎn)生磁場，此磁場與永磁體貫穿PCB的磁場相作用，使得永磁體借助其旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)，其中，所述有效作功導(dǎo)體為PCB每層的中間環(huán)形徑向單根導(dǎo)體。

嵌入環(huán)形永磁體的轉(zhuǎn)盤11通常采用導(dǎo)磁性強的鋼，所述磁路擴展到該轉(zhuǎn)盤的前表面，耦合到轉(zhuǎn)盤背面的轉(zhuǎn)軸12以及作為定子的PCB板上，定子軸向兩側(cè)的永磁體產(chǎn)生貫穿PCB的單向磁路，由于永磁體為八磁極，因此兩側(cè)的轉(zhuǎn)盤中的永磁體在徑向互相偏離45°，使得兩側(cè)永磁體N極與S極相對。

本發(fā)明采用PCB代替?zhèn)鹘y(tǒng)繞組，使得電機定子設(shè)計靈活多變，實現(xiàn)高精度布線；PCB板上分布有多層排布線圈，提高了載流量，進而提高了電機功率；該電機中無需鐵心，消除了渦流損耗，使效率提高，且整體結(jié)構(gòu)精簡，有利于流水線裝配，有效提高生產(chǎn)效率。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。