[发明专利]一种绕组错位轮毂电机定子及绕组错位轮毂电机装置

说明书

本发明涉及一种绕组错位轮毂电机装置，包括定子铁芯和设于定子铁芯外围的转子铁芯，定子铁芯包括多个模块化定子铁芯，每个模块化定子铁芯包括一个中间齿和分别位于中间齿两侧的两个边齿，多个模块化定子铁芯沿圆周彼此连接后形成沿圆周排列的多个齿，定子铁芯上设有三相错位绕组，三相错位绕组的绕制方式为相邻的三个模块化定子铁芯为一组，每组内每个模块化定子铁芯中相同位置的一个或两个边齿上的绕组分多层绕制，具有多层绕制绕组的边齿上绕有本相绕组和相邻模块化定子铁芯上的相位绕组，其余齿上设有单一相位绕组。本发明能够实现削弱电机由于连续极磁不平衡在反电势中感应出的偶次谐波和减小转矩脉动，提高电机输出电磁特性。

技术领域

本发明涉及电动机制造的技术领域，并具体涉及一种绕组错位轮毂电机定子及绕组错位轮毂电机装置，适用于新能源汽车等需要外转子直驱的应用场合。

背景技术

随着绿色低碳出行、节能减排政策的推广，新能源电动汽车分布式驱动技术逐步发展起来。分布式驱动系统相比于目前主流电动车的集中电机驱动简化了整车结构，分布式驱动将电机动力平均分配到四个独立轮子上，轮毂电机将动力、传动与制动装置均集成到轮毂内，整车驱动系统不再需要传统的机械换挡、离合器、变速器、传动轴和机械差速器等装置，底盘结构简单归一，极大地节省车内空间，提升乘车舒适度。分布式驱动系统动力传动由传统的机械硬连接转化为通过总线系统的软连接，由中央控制器直接调配各轮动力，可实现整车能源的最优化控制与管理；省去原有机械传动方式带来的能量损失，提升传动效率；而且更容易实现制动过程中的能量回馈，有效节省能源。

轮毂电机是分布式驱动的动力来源，轮毂电机可利用空间有限，这就对电机本体的电磁和机械设计提出了更高的要求，需要在有限的空间内设计出功率密度高，转矩脉动小，易于散热，机械强度大，抗扰能力强的外转子永磁轮毂电机。近些年来基于磁钢、硅钢和电机附属零部件成本上涨，永磁电机的价格也在持续上升，因此研发一种低成本永磁轮毂电机是新能源电动车市场的需求和社会发展的需要。电机主要有磁钢成本，硅钢铁芯成本和电机附属的端盖，轴，轴承等成本。外转子轮毂电机永磁体沿着外转子周向方向贴装且磁钢用量大。因此，为了节约电机成本，有必要对外转子永磁轮毂电机进行优化改进。申请号为（201210472407.5）的中国专利提出一种磁阻型轮毂电机结构，对电机磁钢之间的圆弧形铁芯进行了优化以减小转矩脉动，通过该专利给出的电机输出转矩波形可以看出在未对电机导磁凸极进行优化时电机转矩脉动在27%左右，通过对电机凸极铁芯优化电机转矩脉动可以降低7.5%左右。在新能源电动汽车分布直驱系统中，电机动态转矩性能的好坏将直接影响车辆动态性能，新能源电动汽车等直驱系统对电机输出电磁动态性能提出了更高的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提出一种绕组错位轮毂电机定子及绕组错位轮毂电机装置，实现削弱电机由于连续极磁不平衡在反电势中感应出的偶次谐波和减小转矩脉动，提高电机输出电磁特性。

为实现以上的技术目的，本发明采用以下技术方案：一种绕组错位轮毂电机装置，包括定子铁芯和设于定子铁芯外围的转子铁芯，定子铁芯包括多个模块化定子铁芯，每个模块化定子铁芯包括一个中间齿和分别位于中间齿两侧的两个边齿，每个模块化定子铁芯的三个齿呈弧形排列，所述模块化定子铁芯的数量为3的倍数，多个模块化定子铁芯沿圆周彼此连接后形成沿圆周排列的多个齿，定子铁芯上设有三相错位绕组，三相错位绕组的绕制方式为相邻的三个模块化定子铁芯为一组，每组内三个模块化定子铁芯中第一个模块化定子铁芯上设有A相线圈绕组，第二个模块化定子铁芯上设有C相线圈绕组，第三个模块化定子铁芯上设有B相线圈绕组，每个模块化定子铁芯中相同位置的一个或两个边齿上的绕组分多层绕制，每个模块化定子铁芯中具有多层绕制绕组的边齿上绕有本相绕组和相邻模块化定子铁芯上的相位绕组，其余齿上设有单一相位绕组。

进一步地，该装置还包括设于定子铁芯内侧的定子支架，间隔的多个模块化定子铁芯与定子支架连为一体，其他的模块化定子铁芯设于间隔的多个模块化定子铁芯之间，相邻的模块化定子铁芯在定子铁芯压接处紧固连接。