[实用新型]球型电机及应用该球型电机的电动车

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种新型电动车球型电机以及使用该球型电机的电动车。 

背景技术

电机是依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置，其主要作用是产生驱动转矩，作为电器或各种机械的动力源。常规的电机分为两大部分：定子和转子。定子是电机的静止部分，主要用来产生磁场。转子是电机的转动部分，转子的主要作用是感应电动势或产生电磁转矩，使机械能变为电能（发电机）或电能变为机械能（电动机）的枢纽。电机工作时产生感应电动势和电磁转矩，以实现能量的转换。 

现有的轮毂电机的转子外壳为空心的柱状结构或长方体结构，永磁体固定在其转子外壳内壁上，定子一般也为圆柱形结构，定子固定在固定轴上，固定轴固定在车轮的换向节上，转子通过轴承活动连接在固定轴上。为了使轮毂电机能产生较大的电能或机械能，通常的做法是在柱状或方形转子外壳空间内尽量多的安装永磁体、或者是增大转子外壳的大小以获得更大的永磁体安装空间。然而，柱状或方形转子外壳的空间大小是有限的，安装的转子绕组的数量也是有限的，另一方面，由于圆柱形结构上绕线组与转子的永磁体之间的距离较大，所以只能获得相对较大的能量（电能或机械能）。如果增加转子外壳的大小，则会增加轮毂电机的成本，并且增加轮毂电机占用的位置。 

因此，现有技术的轮毂电机不能满足一些要求能量转换效率高的场合使用。 

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种能量转换效 率较高，同时散热性能较好的用于电动车的球型电机。 

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种球型电机，包括固定在固定轴上的定子、可绕固定轴周向旋转的转子，所述定子上设有绕线组，所述转子上设有多个永磁体，所述转子为空心球形，所述永磁体固定在所述转子的空心内壳上，所述固定轴穿过所述转子的球心； 

所述定子为内部设有绕线组的实心球形，所述固定轴穿过所述定子的球心； 

所述定子的半径小于所述转子的半径且所述定子设于所述转子的空心中，所述绕线组通入电流后产生的磁场方向垂直于对应位置的转子球面。 

所述转子设为空心球形，在转子壳面积相同的情况下，球形转子的内部容量比圆柱形和方形的容量大，可以容纳的永磁体的体积总和较大；在内部容量相同的情况下，球形转子的面积比圆柱形和方形的大，电机的散热面积较大。同时，将定子也设为球形，使得定子中的绕线组通入电流后产生的磁场方向始终垂直于对应位置的转子球面，而且转子空心内壳上的永磁体与定子的距离较小；本实用新型球型电机与现有结构的轮毂电机相比，由于转子在一定的空间范围内可以容纳更多体积的永磁体，同时由于定子也为球形，定子与转子之间的距离较小，使得定子可以产生更大的感应电动势或产生更大的电磁转矩，电能与动能之间的转换效率更高，同时具有体积小、散热面积大等优点。 

作为上述技术方案的改进，所述转子沿与所述固定轴垂直的方向分为内转子和外转子，所述内转子和外转子之间设有磁性离合器，所述磁性离合器的一端固定在所述内转子或外转子上；所述定子沿与所述固定轴垂直的方向分为内定子和外定子，所述内定子中设有内绕线组，所述外定子中设有外绕线组。 

将转子分为内转子和外转子，对应地将定子分为内定子和外定子，内定子和外定子中分别设置绕线组，当磁性离合器没有通电时，磁性离合器没有磁性，内转子和外转子是分开的，如果内绕线组通电而外绕线组不通电，内转子转动，外转子静止；同理，如果外绕线组通电而内绕线组不通电，外转子转动，内转子静止。当磁性离合器通电时，磁性离合器将所述内转子和外转子吸合在一起，无论单独将内绕线通电或者单独将外绕线组通电，抑或将内绕线组和外绕线组同时通电，内转子和外转子都将同时以相同的转速转动；此时当单独将内绕线 组通电时，内转子的转动通过磁性离合器带动所述外转子同时转动，内转子一侧是电能转化为动能从而带动内转子转动（即电动机的作用），而外转子一侧由于外绕线组没有通电，外转子的转动将实现动能转化为电能（即发电机的作用）；同理，当单独将外绕线组通电时，外转子的一侧起电动机的作用，而内转子的一侧起发电机的作用；而内绕线组和外绕线组同时通电时，整个球型电机起电动机的作用。