本發(fā)明涉及盤式無鐵芯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)，屬于電機(jī)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)，可廣泛應(yīng)用于電動(dòng)滑板車、電動(dòng)平衡車、輕便折疊自行車以及殘疾電動(dòng)輪椅等車輛，由于這些車輛的市場保有量較小，目前還沒有針對性的開發(fā)出一款理想的輪胎電機(jī)與其匹配。市場上已有的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)，較多采用的是外轉(zhuǎn)子形式的低速輪轂直流電機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是電機(jī)功率大，電機(jī)一般無需維護(hù)，傳動(dòng)效率高，但由于這種電機(jī)存在磁滯阻力，車輛的滑行能力低，推行較困難；另一種形式的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)，采用了帶有單向超越離合器的有齒輪轂電機(jī)，行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的減速比通常為1:4.3，雖然較好地解決了電機(jī)的磁滯阻力對車輛滑行和推行的影響，但電機(jī)的重量增加較多；這兩種電機(jī)實(shí)質(zhì)上都是由電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)衍變而來的，電機(jī)額定功率大，高效率區(qū)間狹窄，扭矩在中低段區(qū)間的效率低，不太適合上述車輛的實(shí)際需求。

中國專利號201010247971.8公開了一種超薄大功率直流永磁電機(jī)，提出了一種優(yōu)選使用扁平漆包線繞制的外圈形狀為扇形的線圈，加以疊加組合成線圈繞組，單層繞組繞制好后，在其表面涂上固定的膠水進(jìn)行固定，繞組安裝在定子架的槽內(nèi)并由內(nèi)壓圈和外壓圈固定。實(shí)際的狀況是，要保證線圈的外圈形狀為扇形，線圈的三角形內(nèi)孔的面積需足夠大，減少繞組的匝數(shù)，而如此繞制的線圈，定子盤空間利用率低，磁場集聚性差，為減少磁通損失，永磁體必須有足夠的徑向長度，因此內(nèi)壓圈、外壓圈與扇形繞組的重疊區(qū)域很小，僅在表面涂上固定膠水的線圈繞組在振動(dòng)、發(fā)熱等狀況下很容易像鐘表發(fā)條一樣散架損壞。而采用圓形導(dǎo)線繞制的線圈，則需選擇線徑較小的屈服強(qiáng)度低的圓導(dǎo)線才能保持外圈形狀為扇形，也不可能生產(chǎn)出大功率的直流永磁電機(jī)。大電流的大功率電機(jī)必然會產(chǎn)生更多的熱量，需要有可靠的散熱方案，該發(fā)明采用了高強(qiáng)度、高硬度、耐熱、耐沖抗擊、抗老化的工程塑料精密注塑成型的定子架，其熱導(dǎo)系數(shù)一般只有0.04W/mK，而且扁平線繞制的線圈繞組要求定子盤兩側(cè)的氣隙磁密嚴(yán)格相等，靠扁薄定子架中心的兩個(gè)軸承固定的轉(zhuǎn)子盤是很難滿足如此高的要求的，轉(zhuǎn)子盤稍有偏置扁平漆包線線圈就會發(fā)熱，而且轉(zhuǎn)速越高產(chǎn)熱越多，大量的熱量密閉在轉(zhuǎn)子盤內(nèi)，也無法通過工程塑料制成的定子架消散，其技術(shù)方案本身就具有重大缺陷。

中國專利號201010289645.3公開了一種節(jié)能輪轂電機(jī)，同樣采用了盤式無鐵芯直流 電機(jī)，并以電動(dòng)車輪轂作為轉(zhuǎn)子盤，直接由輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車，該發(fā)明還在輪轂內(nèi)組合了結(jié)構(gòu)形式相同的盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)，用于收集車輛制動(dòng)所產(chǎn)生的電能回充給蓄電池，從而起到節(jié)能的效果。實(shí)質(zhì)上，盤式無鐵芯直流電機(jī)的電感量較小，屬小功率電機(jī)的范疇，其最突出的優(yōu)點(diǎn)是高轉(zhuǎn)速低扭矩且無磁滯阻力，低轉(zhuǎn)速時(shí)的效率非常低，而市場上對電機(jī)功率要求較小的72V電壓的低速觀光電動(dòng)車，其電機(jī)額定功率也要求有5000W，電動(dòng)車輪轂上輪轂螺栓孔的節(jié)圓到輪輞螺栓孔的節(jié)圓間的空間是有限的，在這有限的空間內(nèi)設(shè)置大功率的盤式無鐵芯直流電機(jī)及盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)是無法做到的，況且按該發(fā)明的描述，該節(jié)能輪轂電機(jī)的的電動(dòng)車只能安裝不能充氣的實(shí)心輪胎。

申請?zhí)?01310033295.8公開了一種盤式無鐵芯永磁直流電機(jī)，是一個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，其采用的技術(shù)方案是：線圈繞組是由多段圓弧組成的軸對稱錐形環(huán)環(huán)形繞組，錐形環(huán)的尖端靠近定子軸心，軸對稱錐形環(huán)的中心軸線三等分后形成兩個(gè)不同的內(nèi)徑尺寸，其中錐形環(huán)尖端的內(nèi)徑是另一內(nèi)徑的三分之二，這種環(huán)形繞組，定子盤的空間利用率很低，磁場集聚性更差，方案中提及的“定子電樞繞組采用無鐵芯結(jié)構(gòu)，直接有繞組注塑而成”，也無實(shí)現(xiàn)的可能，注塑過程中是無法理清無序的繞組出線的，產(chǎn)品合格率會非常低。該發(fā)明“環(huán)形繞組中間隔設(shè)置霍爾磁敏傳感器”，更是有違常識的方案，三個(gè)霍爾傳感器的九只管腳，需要在很小的氣隙空間內(nèi)通過導(dǎo)線串接，其工藝難度非常大，而且設(shè)置在環(huán)形繞組中間的霍爾傳感器，其金屬管腳在交變磁場作用下會迅速發(fā)熱，燒毀霍爾傳感器。

專利號201310310431.3公開了一種盤式無鐵芯永磁無刷直流電機(jī)，采用了與申請?zhí)?01310033295.8公開的一種盤式無鐵芯永磁直流電機(jī)相似的環(huán)狀線圈繞組，其遠(yuǎn)離軸端的圓弧半徑是靠近軸端的圓弧半徑的1.5-2倍，兩腰線部分的圓弧半徑是遠(yuǎn)離軸端的圓弧半徑的3-5倍，定子盤的空間利用率很低，磁場集聚性更差，而且線圈繞組缺少限位裝置，難以限制線圈在軸向的位移；該發(fā)明電機(jī)采用了一種外轉(zhuǎn)子殼體轉(zhuǎn)動(dòng)的盤式無鐵芯直流電機(jī)，發(fā)明目的不明確，設(shè)置四個(gè)O形密封圈的針對性不強(qiáng)，電機(jī)缺少動(dòng)力輸出裝置和固定裝置，電機(jī)軸上采用兩種規(guī)格迥異的軸承也似有不妥，電機(jī)采用無位置hall位置傳感器，啟動(dòng)時(shí)電機(jī)會出現(xiàn)抖動(dòng)遲滯現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種盤式無鐵芯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)，由于采用了無鐵芯結(jié)構(gòu)，消除了電機(jī)的磁滯阻力和定子鐵芯所產(chǎn)生的渦流損失，提高了車輛的滑行能力，而且電機(jī)的效率區(qū)間寬泛，高效率區(qū)間與正常行駛狀況匹配好，車輛的續(xù)行里程長，還能與市場上的小功率電動(dòng)自行車控制器進(jìn)行匹配。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種盤式無鐵芯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)，包括中軸，所述中軸上依次套有第一軸承、定子盤和第二軸承，第一軸承和第二軸承上分別套有第一轉(zhuǎn)子盤和第二轉(zhuǎn)子盤，第一轉(zhuǎn)子盤和第二轉(zhuǎn)子盤通過輪轂連接，輪轂上安裝有實(shí)心輪胎，第一轉(zhuǎn)子盤和第二轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)側(cè)分別設(shè)有第一凹槽，第一凹槽內(nèi)安裝有永磁體，所述定子盤上設(shè)有若干個(gè)環(huán)形分布的用于安裝線圈的梨形孔，線圈通過限位裝置固定在梨形孔內(nèi)，線圈與用于電力和信號傳輸?shù)碾娎|線束連接。

作為優(yōu)選，所述限位裝置包含內(nèi)圈擋邊、外圈擋邊、環(huán)形電路板和壓圈，所述定子盤的一面延伸有內(nèi)圈擋邊和外圈擋邊，定子盤另一面安裝有環(huán)形電路板和壓圈，環(huán)形電路板固定在定子盤內(nèi)側(cè)，壓圈位于定子盤外側(cè)，通過內(nèi)圈擋邊、外圈擋邊、環(huán)形電路板和壓圈限制線圈的軸向位移。

作為優(yōu)選，所述定子盤遠(yuǎn)離內(nèi)圈擋邊的一面順序設(shè)有三個(gè)第二凹槽，第二凹槽排列在相鄰兩梨形孔之間位于定子盤的圓心一側(cè)，第二凹槽內(nèi)安裝霍爾傳感器，霍爾傳感器的管腳與固定在定子盤上的環(huán)形電路板焊接，環(huán)形電路板與電纜線束連接。

作為優(yōu)選，所述線圈為圓銅漆包線繞制的空心線圈，其內(nèi)孔形狀為三角形，繞制后的外圈形狀為梨形并與梨形孔相匹配；所述線圈的三角形內(nèi)孔位于定子盤內(nèi)側(cè)的內(nèi)角小于60°，三角形內(nèi)孔的徑向長度小于線圈的徑向直徑即長直徑的三分之一。梨形的線圈為左右對稱結(jié)構(gòu)，每個(gè)線圈的對稱軸指向永磁體的圓心，線圈對稱軸的長度即為長直徑，三角形的內(nèi)孔為等腰三角形，內(nèi)孔底邊的高即為三角形的徑向長度。

作為優(yōu)選，所述第一轉(zhuǎn)子盤包含設(shè)有第一凹槽的第一鐵質(zhì)圓環(huán)和鋁合金或工程塑料制成的第一邊蓋，第一鐵質(zhì)圓環(huán)嵌在第一邊蓋上，所述第二轉(zhuǎn)子盤包含設(shè)有第一凹槽的第二鐵質(zhì)圓環(huán)和鋁合金或工程塑料制成的第二邊蓋，第二鐵質(zhì)圓環(huán)嵌在第二邊蓋上，第一轉(zhuǎn)子盤的軸承室在其內(nèi)側(cè)并設(shè)有軸承擋；第二轉(zhuǎn)子盤的軸承室位置偏向其外側(cè)并設(shè)有軸承擋。

作為優(yōu)選，所述永磁體為扇形釹鐵硼永磁材料，其徑向長度即扇形永磁體的內(nèi)外半徑差是線圈的徑向直徑即長直徑的0.5-0.8倍。

作為優(yōu)選，所述第一軸承和第二軸承的外側(cè)均套有密封圈。

有益效果：本發(fā)明的盤式無鐵芯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)，電氣性能優(yōu)越，具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、體積小、重量輕、效率高、調(diào)速性能好等優(yōu)點(diǎn)外，還由于采用了無鐵芯結(jié)構(gòu)，空載電流很小且無磁滯阻力，不會影響車輛的滑行和推行性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明盤式無鐵芯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示 意圖。

圖2是本發(fā)明盤式無鐵芯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)的剖視圖。

圖3是本發(fā)明盤式無鐵芯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)的定子盤示意圖。

圖4是本發(fā)明盤式無鐵芯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)的線圈、霍爾傳感器及環(huán)形電路板安裝示意圖。

圖5是本發(fā)明盤式無鐵芯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)的線圈通電后的外部磁場分析圖。

圖6是本發(fā)明盤式無鐵芯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)的實(shí)施例扭矩－效率－功率－電流曲線圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖4所示，本發(fā)明的一種盤式無鐵芯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)，包括中軸4，中軸4上依次套有第一軸承9、定子盤5和第二軸承91，第一軸承9和第二軸承91的外側(cè)均套有密封圈13、131，第一軸承9和第二軸承91上分別套有第一轉(zhuǎn)子盤3和第二轉(zhuǎn)子盤31，第一轉(zhuǎn)子盤3和第二轉(zhuǎn)子盤31通過輪轂2連接，輪轂2上安裝有實(shí)心輪胎1，第一轉(zhuǎn)子盤3和第二轉(zhuǎn)子盤31的內(nèi)側(cè)分別設(shè)有第一凹槽，第一凹槽內(nèi)安裝有永磁體8，定子盤5上設(shè)有六個(gè)環(huán)形分布的用于安裝線圈6的梨形孔14，線圈6通過限位裝置固定在梨形孔14內(nèi)，線圈6為圓銅漆包線繞制的空心線圈6，其內(nèi)孔形狀為三角形，其外圈形狀為與梨形孔14匹配的形狀，線圈6與用于電力和信號傳輸?shù)碾娎|線束12連接。

在本發(fā)明中，限位裝置包含內(nèi)圈擋邊15、外圈擋邊16、環(huán)形電路板11和壓圈18，定子盤5的一面延伸有內(nèi)圈擋邊15和外圈擋邊16，定子盤5另一面安裝有環(huán)形電路板11和壓圈18，環(huán)形電路板11固定在定子盤5內(nèi)側(cè)，壓圈18位于定子盤5外側(cè)，通過內(nèi)圈擋邊15、外圈擋邊16、環(huán)形電路板11和壓圈18限制線圈6的軸向位移。定子盤5遠(yuǎn)離內(nèi)圈擋邊15的一面順序設(shè)有三個(gè)第二凹槽17，第二凹槽17排列在相鄰兩梨形孔14之間位于定子盤5的圓心一側(cè)，第二凹槽17內(nèi)安裝霍爾傳感器10，霍爾傳感器10的三個(gè)管腳與固定在定子盤5上的環(huán)形電路板11焊接，環(huán)形電路板與電纜線束連接。

在本發(fā)明中，第一轉(zhuǎn)子盤3包含設(shè)有第一凹槽的第一鐵質(zhì)圓環(huán)7和鋁合金或工程塑料制成的第一邊蓋，第一鐵質(zhì)圓環(huán)7嵌在第一邊蓋上，所述第二轉(zhuǎn)子盤31包含設(shè)有第一凹槽的第二鐵質(zhì)圓環(huán)71和鋁合金或工程塑料制成的第二邊蓋，第二鐵質(zhì)圓環(huán)71嵌在第二邊蓋上，第一轉(zhuǎn)子盤3的軸承室在其內(nèi)側(cè)并設(shè)有軸承擋，第二轉(zhuǎn)子盤31的軸承室位置偏向其外側(cè)并設(shè)有軸承擋。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：在扁薄的電機(jī)內(nèi)部留出了中軸4上的 出線孔位置，以及電纜線束12與繞組出線、環(huán)形電路板11連接的空間；采用比重小強(qiáng)度高成型性好的鋁合金或者工程塑料材質(zhì)的邊蓋嵌入設(shè)有凹槽的鐵質(zhì)圓環(huán)制造的第一轉(zhuǎn)子盤3和第二轉(zhuǎn)子盤31，邊蓋不會有銹蝕，并能根據(jù)永磁體8的軸向高度確定比重較大的鐵質(zhì)圓環(huán)的軸向厚度，消除因失磁而導(dǎo)致氣隙密度降低的現(xiàn)象，使電機(jī)的重量更輕。

基于通電空心線圈外部磁場分析及實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明提出了盤式無鐵芯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)的線圈6與永磁體8的最經(jīng)濟(jì)有效的組合。如圖5，通過對單個(gè)通電空心線圈外部磁場的有限元分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通電空心線圈中心位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨著線圈半徑的增加先增大然后再逐漸減小，在空心的邊緣附近出現(xiàn)一個(gè)峰值，空心面積越小，磁場集聚越明顯；通電空心線圈表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度出現(xiàn)在線圈的軸線附近，距離線圈中心越遠(yuǎn)，特別是在線圈的外邊緣，衰減很快；氣隙部分線圈表面磁場強(qiáng)度最大，隨著離線圈表面距離的增加，磁場強(qiáng)度迅速衰減，數(shù)值很?。煌ㄟ^對通電空心線圈磁感應(yīng)強(qiáng)度規(guī)律的分析驗(yàn)證，得出了盤式無鐵芯直流電機(jī)的技術(shù)路徑是：適當(dāng)減小扇形永磁體8的徑向長度(扇形磁鐵的內(nèi)外半徑差)、盡可能減小線圈6空心部分的面積。

在本發(fā)明中，永磁體8為扇形釹鐵硼永磁材料，其徑向長度即扇形永磁體8的內(nèi)外半徑差是線圈6的徑向直徑即長直徑的0.5-0.8倍，永磁體8包含8個(gè)永磁體單元。減小扇形永磁體8的徑向長度，會產(chǎn)生部分磁通損失，下表為永磁體8的徑向長度變化對盤式無鐵芯直流電機(jī)成本、效率影響的實(shí)驗(yàn)對比數(shù)據(jù)(空心線圈徑向直徑為D＝32mm，線圈高10.0mm，銅漆包線線徑0.6mm，通電電流3.5A，空心徑向長度9.6mm，扇形永磁體內(nèi)、外直徑平均值68mm)。從表1的對比數(shù)據(jù)可以看出，隨著永磁體8的徑向長度的減小，線圈6磁通損失隨之增大并呈加速增大的趨勢，電機(jī)最大效率也相應(yīng)降低，效率降低的程度小于磁通損失程度，永磁體8材料成本的降幅更為明顯。按價(jià)值工程理論，適度減小扇形永磁體8的徑向長度，電機(jī)的效率和扭矩會有所降低，但能更多的降低稀土永磁的消耗，電機(jī)的經(jīng)濟(jì)性更好。

表1

永磁體8徑向長度(扇形永磁體的內(nèi)外半徑差)小于線圈6的徑向直徑的技術(shù)方案，為固定線圈6而設(shè)置限位裝置提供了必要的空間，兩者的比例關(guān)系，決定了本發(fā)明限位裝置內(nèi)圈擋邊15、外圈擋邊16、環(huán)形電路板11和壓圈18限制線圈6軸向位移的效果，如取永磁體徑向長度為0.9D，限位裝置與線圈6的疊壓寬度小于0.05D，固定效果較差；而取永磁體8徑向長度小于0.5D，則磁通損失較大，電機(jī)扭矩和效率也會相應(yīng)地降低；實(shí)驗(yàn)表明，正確處理好永磁體8徑向長度與線圈6的徑向直徑的比例關(guān)系，能使電機(jī)的先進(jìn)性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性得到較佳的平衡。

相對于有鐵芯電機(jī)，盤式無鐵芯電機(jī)的線圈繞組的電感量較小，較小的電感量使電機(jī)的電氣性能表現(xiàn)為高轉(zhuǎn)速低扭矩，增加線圈繞組的匝數(shù)和導(dǎo)線的長度可以提高其電感量，可采取加大線圈6的直徑或減小導(dǎo)線的線徑兩種技術(shù)路徑；減小導(dǎo)線的線徑會使繞組電阻上升并降低電機(jī)功率，而增加線圈繞組的匝數(shù)和導(dǎo)線的長度又會增加電機(jī)的成本和體積，因此要求在定子盤5有限的空間里盡可能地增加設(shè)定線徑的導(dǎo)線的匝數(shù)和長度，優(yōu)選的繞線方法是：繞線夾具以經(jīng)倒角處理后的三角形棒為芯棒，層疊繞制導(dǎo)線，由此繞制的線圈6，其內(nèi)孔形狀為三角形，外圈形狀受三角形芯棒的形狀大小、導(dǎo)線的線徑、導(dǎo)線的屈服強(qiáng)度以及繞線張力等綜合影響呈梨形。線圈的三角形內(nèi)孔位于定子盤內(nèi)側(cè)的內(nèi)角小于60°，三角形內(nèi)孔的徑向長度小于線圈的徑向直徑即長直徑的三分之一。

基于空心線圈外部磁場分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)盡可能減小線圈空心部分的面積，而空心面積越小，線圈外圈形狀越接近于圓形，并不能充分利用定子盤5的空間。線圈6的內(nèi)孔和外圈形狀應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線的線徑、導(dǎo)線的屈服強(qiáng)度、定子盤5直徑的大小、繞組的線圈數(shù)量決定，經(jīng)反復(fù)繞制和測試，線圈的三角形內(nèi)孔位于定子盤內(nèi)側(cè)的內(nèi)角小于60°，三角形內(nèi)孔的徑向長度小于線圈的徑向直徑即長直徑的三分之一的設(shè)計(jì)方案，能較好地滿足定子盤5的空間利用及磁場向線圈6中心集聚的要求。

本發(fā)明的盤式無鐵芯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)，其突出的優(yōu)點(diǎn)有：1)定子盤5、內(nèi)圈擋邊15、外圈擋邊16可由高強(qiáng)度、高耐熱性、成型性好的聚合物絕緣材料通過模壓一次成型，能實(shí)現(xiàn)低成本高效率生產(chǎn)；2)采用內(nèi)孔形狀為三角形的空心線圈6，線圈6繞制后外圈形狀為梨形，繞組在定子盤5上的空間利用率比圓形內(nèi)孔的空心線圈6提高了20％，同時(shí)也提高了繞組的電感量；3)固定線圈6的壓圈18，同樣可由高強(qiáng)度、高耐熱性、成型性好的聚合物絕緣材料通過模壓成型，壓圈18、環(huán)形電路板11與定子上的內(nèi)圈擋邊15、外圈擋邊16，限制了線圈6的軸向位移；4)釹鐵硼永磁材料的扇形永磁體8，其徑向長度(扇形磁鐵的內(nèi)外半徑差)是線圈6的徑向直徑的0.5-0.8倍，電機(jī)的效率和扭矩會雖有所降低，但較大幅度地節(jié)省了永磁材料的用 量，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

本發(fā)明盤式無鐵芯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)，電氣性能優(yōu)越，除了傳統(tǒng)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、體積小、重量輕、效率高、調(diào)速性能好等優(yōu)點(diǎn)外，還由于采用了無鐵芯結(jié)構(gòu)，電機(jī)重量減輕，消除了電機(jī)的磁滯阻力和定子鐵芯所產(chǎn)生的渦流損失，提高了車輛的滑行能力，電機(jī)的效率區(qū)間寬，高效率區(qū)間與正常行駛狀況匹配好，車輛的續(xù)行里程長，并且能與市場上的小功率電動(dòng)自行車控制器進(jìn)行匹配。

實(shí)施例

盤式無鐵芯直流電機(jī)，繞組由6個(gè)線圈6組成，線圈6的徑向直徑為D＝32mm，高10.0mm，銅漆包線線徑0.60mm，三角形空心徑向長度9.6mm，8個(gè)永磁體8單元的內(nèi)、外直徑平均值68mm，徑向長度20mm，軸向高度6mm，永磁體8的徑向長度是線圈6的徑向直徑的0.64倍，永磁體8的圓心角為45°，受制于測功儀器條件的限制，采用減速比為1:4.294的行星減速機(jī)構(gòu)減速后進(jìn)行測試，測試工作電壓48V，測試結(jié)果如圖6扭矩－轉(zhuǎn)速－電流－功率－效率曲線圖。測試結(jié)果表明：最大效率點(diǎn)的功率190W、效率85％、轉(zhuǎn)速371rpm、扭矩4.2Nm，80％的高效率區(qū)間的作功區(qū)間為90W－286W，70％的效率區(qū)間的作功區(qū)間為60W－435W，測試準(zhǔn)確地反映出了無鐵芯電機(jī)效率高、效率區(qū)間寬泛的特性；高效率區(qū)間的轉(zhuǎn)速和扭矩范圍是395－344rpm、1.8－6.4Nm，效率區(qū)間的轉(zhuǎn)速和扭矩范圍是400－297rpm、1.2－9.8Nm，采用這種盤式無鐵芯直流電機(jī)作驅(qū)動(dòng)電機(jī)的自行車，在一般路況下均可以在效率區(qū)間純電力行駛。該盤式無鐵芯直流電機(jī)并非刻意為本發(fā)明盤式無鐵芯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，該實(shí)施例的盤式無鐵芯直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速過高，按輪徑為6英寸和8英寸兩種規(guī)格的實(shí)心輪胎行駛時(shí)速20公里測算，電機(jī)的轉(zhuǎn)速分別只有740rpm和555rpm，采取降低電機(jī)的工作電壓、適當(dāng)減小繞組的線徑或加大線圈的直徑以提高繞組的電感量、增加永磁體的徑向長度及軸向高度以提高電機(jī)的氣隙密度等綜合解決方案，可以設(shè)計(jì)出能滿足實(shí)際需要的小輪徑實(shí)心輪胎一體式電機(jī)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。