[实用新型]高性能车用直驱无刷直流电动机

说明书

本实用新型属于无刷直流电动机，特别涉及一种高性能车用直驱无刷直流电动机。

目前以电池为动力源，直接驱动车辆的无刷直流电动机，一般由外转子和内定子组成。按永磁磁钢安装位置的不同，其结构形式主要有二种：一种是瓦形磁钢安装于转子环内侧，形成单磁钢环。此种结构的电动机外转子由电动机左、右端盖、转子环及安装在转子环内侧的磁钢环组成。瓦形磁钢环平行于电动机中心轴，形成径向磁场。内定子由定子铁芯、绕组线圈、位置传感器等组成。绕组线圈嵌入定子铁芯中，线圈极数与磁钢极数相等。外转子与内定子通过轴承相结合，形成环形径向气隙，并绕中心轴转动。为获得高转矩，电动机轴向尺寸及径向尺寸应适中。另一种是平面圆弧形磁钢安装于左、右端盖内侧，形成双平面磁钢环。此种结构的电动机外转子由电动机左、右端盖及安装在左、右端盖内侧的平面磁钢环组成。平面磁钢环垂直于电动机中心轴，形成轴向磁场。内定子由卷绕铁芯、绕组线圈、位置传感器等组成。绕组线圈嵌入卷饶铁芯中，线圈极数与磁钢极数相等。外转子与内定子通过轴承相结合，形成环形轴向双气隙，并绕中心轴转动。此种结构的电动机轴向尺寸小，径向尺寸大，为园盘式外形，能够获得高转矩，适合于驱动各种车辆。上述结构电动机中，由于内定子中含有定子铁芯或卷绕铁芯，使得铁芯损耗无法消除，电动机效率较低；由于磁钢极数与线圈极数相等，位置传感器按间隔60°或120°布置，使得电动机超低速运转波动大，转速稳定性差，抗冲击载荷能力弱。

本实用新型的目的是提供一种高性能车用直驱无刷直流电动机，克服现有技术的缺点和不足。既能提高电机效率，又能增加转速稳定性。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种高性能车用直驱无刷直流电动机，由内定子和外转子组成，其特征为：外转子由左、右端盖及粘贴在左、右端盖内侧凹槽内的平面磁钢环组成；平面磁钢环是由16块N、S极相间隔的永磁磁钢块与16块软磁材料块粘接复合形成并排列成磁环；电动机轴外有轴套，左、右端盖通过轴承连接在电动机轴和轴套上，内定子固定在轴套上。

内定子是无铁芯线绕盘式电枢；无铁芯线绕盘式电枢是三相绕组星形联接方式，A、B、C各相为对称均布的的4极线圈绕组，三相共为12极线圈绕组，由环氧树脂固化封装为一体。

内定子上，还装有三只HALL效应位置传感器，每只以间距30度固定在定子电枢的支架上并接近子磁纲环，HALL效应位置传感器连接固定在内定子上的圆环形电路控制板。

内定子上的圆环形电路控制板由轴套向外连接散热器。

左、右端盖采用壳状多曲面结构，左、右端盖通过螺栓固定成一整体，外圆可设置便于和轮辋相连的辐条孔。

本实用新型的优点是：

1．效率高。由于外转子采用了复合磁体结构，内定子采用了无铁芯盘式电枢，三相绕组线圈采用了星形联接方式且消除了互感损耗，控制方法采用了无刷直流电动机专用IC及PWM技术，使该型电动机效率明显高于其它结构的电动机，其效率＞85％。

2．转速稳定性好。由于采用了定转子极数不相等的方式及小角度HALL效应位置传感器，使该结构电动机在外转子运转一周的过程中，位置传感器工作8个周期，盘式电枢工作8个周期，因而极大地增加了转速的稳定性，转速波动性极小，波动率＜10％，提高了电动机的抗冲击载荷的能力。

3．高转矩。在按电动机外径最小参考公式确定电动机的几何尺寸情况下，仍可获得比其它形式的电动机至少高出15％的转矩。

4．功能强。由于采用了无刷直流电动机专用IC，使该电动机具有正反转功能、刹车断电功能、过流保护功能、低压保护功能、过热保护功能。如附加其它功能电路，则容易实现助力运转功能、限速运转功能、及爬坡所需的更大转矩功能。

5．外形流畅美观，具有广泛的适用性。由于采用了高强度多曲面外壳，使该电动机外形流畅美观。该电动机能够直接驱动各种车辆，可容易地应用在电动自行车、助力车、电驱动等车辆上，具有广泛的使用性。

6．高可靠、长寿命、免维护，并实现了机电一体化结构。该电动机内无机械接触摩擦，各部件不需维护，机械、电气部件可靠性高，长寿命。磁钢固定牢固，不易脱落。圆环型电路控制板安装在电动机内，实现了机电一体化。

下面结合附图说明实施例：

图1是高性能车用直驱无刷直流电动机结构剖视图

图2是高性能车用直驱无刷直流电动机转子软磁材料块环示意图

图3是高性能车用直驱无刷直流电动机转子软磁材料块示意图

图4是高性能车用直驱无刷直流电动机转子永磁磁纲块环示意图