專利名稱：電動自行車用的電子調控無刷電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種動力電機，特別是一種用于電動自行車的電子調控直流無刷電機。
中國專利號85201783、名稱為“用于電動自行車的一體化無刷電機”的實用新型專利，為實現(xiàn)大轉矩、低轉速，其電機轉子由三十對以上的單個磁體組裝而成，而且其電機繞組由大功率復合管驅動，控制線路由外電源經降壓后供電，故其存在以下不足(1)磁極對數(shù)較多，制作工藝復雜，難以實現(xiàn)電機的小型化；(2)由于采用硬磁性永磁材料(如鐵氧體)，其磁能積相當小，外特性較差，即當外負載加大時(如電動自行車爬坡運行)，電機轉速將顯著減低；(3)由于功率管導通時飽和深度不足，故管壓降較大，電能損耗較大；(4)僅依靠驅動繞組兼作能量回收，其回收率不足。
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術中所存在的上述不足，而提供一種無摩擦損耗、效率高、可靠性好的電動自行車用的電子調控直流無刷電機。
本實用新型所提出的目的是由以下技術方案來實現(xiàn)的。
本實用新型的轉子磁極由永磁磁極及軟鐵極靴通過導磁底環(huán)間隔排列而成，形成磁極環(huán)。這樣將每個永磁磁極的兩個不同極性的磁端面都利用了起來，使整個轉子在極數(shù)不變的情況下，永磁材料的磁極數(shù)量可以減少一半。從而，可以采用高磁能積的稀土磁性材料制作薄型磁極，使電機尺寸大為減小。


如下圖1為本實用新型的軸向剖視圖。
圖2為本實用新型的徑向剖視圖。
圖3為本實用新型的控制線路原理圖。
圖4為本實用新型安裝在電動自行車上的示意圖。
下面本實用新型將結合附圖對實施例作進一步的描述。
參照圖1、圖2，電機I由外殼1、U型矽鋼片鐵芯2、線圈組3、磁極環(huán)4、骨架5、控制線路盒6、空心軸7、軸泵8、散熱板9和驅動功率管10組成，電機轉子I′由磁極環(huán)4和支架外殼1構成，電機定子I″主要由U型矽鋼片鐵芯2、線圈組3及膠木骨架5構成；轉子I′通過軸承8與空心軸7相連，電機I的控制線路盒6和驅動功率管10、散熱板9分別安裝在膠木骨架5的兩側。
在電機轉子I′的端面內緣部11的鐵磁材料基底上，間隔排列永磁磁極12和軟鐵極靴13，并通過導磁底環(huán)14的溝通形成磁極環(huán)4，即如果永磁磁極12的上表面為N磁極，由于導磁底環(huán)14的溝通磁路，將永磁磁極12下表面的S磁極延伸到相鄰的軟鐵極靴13的上表面，從而構成磁極極性相間的磁極環(huán)4。其中導磁底環(huán)14也可以不連續(xù)，僅把相鄰的永磁磁極12和軟鐵極靴13構成對狀結構即可。永磁磁極12、軟鐵極靴13和導磁底環(huán)14可用粘合劑粘固在轉子端面內緣部11上，也可用鉚焊的辦法固定。
參照圖3，在三極管15與三極管16間增加了線圈17，使三極管15的集電極電位始終高于三極管16的集電極一個數(shù)值，從而加大推動電流，促進三極管16的飽和深度，減少其管壓降損耗。而線圈17又同時串連于線圈18，成為驅動線圈中的一部分，并不帶來額外的損耗，線圈19、20和三極管21、22的作用相同。當電機停止驅動，而在外力作用下他動時(比如電動自行車下坡滑行)，二極管23和24導通，線圈25、17和線圈18串聯(lián)形成自動能量回收線路，同理，線圈26、20、19的作用也相同。線圈25和26可以使能量回收率進一步提高。由于二極管23、24在電機驅動運行時并不導通，因而線圈25、26的存在也不帶來額外的損耗。電阻27、二極管28和電阻29、二極管30是三極管16、22的保護線路，線圈18、19和電阻31構成過流保護取樣電路。
圖中參數(shù)列舉如下線圈18、19－－φ1.35mm，44匝；線圈17、20－－φ1.35mm，0.8匝；線圈25、26－－φ0.77mm，1匝；線圈32－－φ0.51mm，20匝；三極管16、22－－3DD21；二極管23、24－－1N5404；二極管28、30－－1N4001；電容33－－0.01μF；電容34－－33μF／16V電阻27、29－－10Ω；電阻31－－0.1Ω；發(fā)光二極管37－－5GL；三極管38－－3DU5；電阻39－－100Ω；電阻40－－10KΩ。模擬集成電路35——LM339；36——CD4001。
參照圖4，電機I安裝在電動自行車的后輪41上，42為蓄電池，43為電壓指示器。當電機I萬一發(fā)生故障或不想用電動時，該電動自行車44也可當作普通自行車來使用。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點體積小、功率大、成本低；電機性能好，尤其是外特性得到顯著改善；自控能力強，能量得到充分回收，具有較好的社會效益和經濟利益。
權利要求1.一種電動自行車用的電子調控無刷電機，其外殼依靠軸承與空心軸相連接而作為轉子，并由U型矽鋼片鐵心、線圈組和膠木骨架組成定子，在該定子上安裝有控制線路盒和驅動功率管，線圈組中繞有自動能量回收線圈及過電位復合線圈，其特征是轉子I′上的磁極環(huán)4由永磁磁極12和軟鐵極靴13通過導磁底環(huán)14間隔排列組成。
2.如權利要求1所述的電子調控無刷電機，其特征是通過導磁底環(huán)14構成的永磁磁極12和軟鐵極靴13對狀結構可以不連續(xù)排列。
3.如權利要求1所述的電子調控無刷電機，其特征是永磁磁極12、軟鐵極靴13和導磁底環(huán)14可用粘結的方法固定。
4.如權利要求3所述的電子調控無刷電機，其特征是永磁磁極12、軟鐵極靴13和導磁底環(huán)14也可用鉚焊固定。
專利摘要本實用新型涉及一種電動自行車用的電子調控無刷電機?，F(xiàn)有技術中的同類電機磁極對數(shù)較多，難以實現(xiàn)電機的小型化，同時，外特性較差，電能損耗較大。本實用新型的電機轉子磁極由永磁磁極和軟鐵極靴通過導磁底環(huán)間隔排列而成，使永磁磁極的用量減少到同類電類的一半；在定子線圈組中設置了過電位復合線圈和自動能量回收線圈。該電機體積小、功率大、成本低、自控能力強、電機性能好，尤其是外特性得到顯著改善。
文檔編號H02K29/06GK2045555SQ8920020
公開日1989年10月4日 申請日期1988年12月31日 優(yōu)先權日1988年12月31日
發(fā)明者吳文泉, 張玉林 申請人:吳文泉, 張玉林