轴向磁路双驱动式无刷无齿直流轮毂电机制造技术

一种轴向磁路双驱动式无刷无齿直流轮毂电机，能广泛用于各种需要高效电机的场合和产品上，尤其是各种电动车包括电动汽车上。它是在轮毂左右端盖的内侧设有１６块轴向磁极交替环列的扇形平面永磁体，组合成左右两组环形永磁体平面的轮毂转子，由１５个梯形铁心线圈环列成双驱动平面的组合电枢，该电枢由轮圈式电枢支架和左右喇叭形空心半轴组成整体轮式定子，本实用新型专利技术充分利用轮毂空间，增大驱动面积，它以最少的铁心和铜线获得最大的驱动力，节省铜线和铁心材料，提高了效率，简化了生产工艺，降低了成本，同样输出功率下比普通电机省电、体积小、重量轻，可直接在普通自行车上安装。它结构简单合理用途广泛，容易自动化生产，实用价值高。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种无刷直流轮毂电机，具体说是一种轴向平面磁路双驱动结构的主要用于各种电动车的无刷无齿直流轮毂电机。
技术介绍
当今社会对环保要求越来越高，无污染电动车的流行也越来越多，电动车电机的需求量也随之增长，对电机的技术要求也不断提高。目前广泛使用的电动机电机是轮毂式的，它们大都以径向曲面磁路结构为主，缺点在于①传统的曲面磁路电机的线圈暴露在磁力线以外不作功的部分太多，铁心磁路较长，造成铜损和铁损都比较大。②径向曲面磁路电机的驱动面在圆周，要增大驱动面必须增大轮毂直径，造成体积大的缺点。③径向磁路电机的电枢制造工艺复杂，大部分都要依靠人工完成。因此传统电机效率不太高，笨重，结构复杂，综合成本高。
技术实现思路
本技术彻底改变传统电机的结构形式，采用了轴向平面磁路的轮毂转子和组合式双驱动面的电枢定子，它充分利用了轮毂空间，增大驱动面积，组合式电枢所用的铜线和铁心都很省，因此本实用型达到了提高效率、简化结构和工艺、减轻重量、缩小体积、降低成本的目的。本技术解决其技术问题所采取的技术方案主要是由梯形铁心线圈，铝合金轮圈式电枢支架，喇叭形空心半轴，铝合金轮毂圈，铝合金轮毂端盖，轮毂轴承，环形导磁板，扇形平面永磁体，环形接线板，霍尔位置传感器，三相电枢线圈引出线，三相位置传感控制引出线，无刷电机控制器等组成。其结构特点是本技术设有铝合金轮毂圈，该圈是辐条式的，也可以是与车轮圈一体化的，轮毂圈的两端设有铝合金轮毂端盖，端盖内端面设有左右环形导磁板，在导磁板的内端面设有16块扇形平面永磁体，其磁极是轴向的，按照N、S相互交替的环列方式安装在导磁板上，相邻设有2mm的间隔，组成左右环形永磁体平面，左右两边扇形永磁体的位置是对称的，磁极是相反的。左右轮毂端盖的中部设有外螺纹轴承架，轴承架内设有左右轮毂轴承，左右轴承的内圆装有左右喇叭形空心半轴，半轴中心设有出线孔，其左右半轴喇叭口之间装有铝合金轮圈式电枢支架，支架外圈设有线圈槽，左右槽边设有15个等分的左右对称的定位槽，槽底设有螺孔，线圈槽内一周环列安装15个梯形铁心线圈，组合成双驱动面轮式电枢定子，梯形铁心线圈两端设有梯形平面的铁心齿牙，线圈上有骨架，铁心线圈两侧齿牙中部设有骑马螺钉，螺钉装在定位槽内定位，线圈骨架卡进线圈槽内，用螺母将铁心线圈固定，电枢双驱动面是由15个梯形齿牙环列组合左右两个环形驱动面，与左右环形永磁体平面构成左右环形平面气隙，15个梯形齿牙平面相邻之间设有气隙，在其中一个环形驱动面上设有三个位置传感器，分别代表a、b、c三相传感器，安装在三个位置相差120°的齿牙气隙内，在电枢支架上设有引线孔、过桥孔、连线孔、接线室，15个电枢线圈等分A、B、C三相，每相5个线圈是相邻串联，极性相反，三相Y型连接，引出三根线，三个位置传感器引出9根线，分别穿过引线孔、过桥孔、连线孔到接线室，在接线室内的环形电路接线板上集中连接，再从半轴出线孔引出机体外。无刷电机控制器根据电压和功率要求选用市场现有任何一种通用型的。在本技术的整体结构中，梯形铁心线圈是解决现有技术问题的重要部件，其重要特点在于①工字型结构的铁心磁路最短，线圈用铜量最省，铁心与线圈的空间利用率最高。②工字型铁心有两个梯形齿牙平面在磁场中工作，也就是说它以最少的铁心和铜线，获得最大的驱动力，同样条件要比普通电机提高一倍的驱动力。③梯形铁心线圈的结构简单合理紧凑，生产工艺如制小型变压器一样方便，容易实现自动化生产，维修也很方便。从整体结构上本技术各部件空间利用率高，因此铜损、铁损、磁场损失都很小。达到了解决现有电机技术问题的目的。本技术的有益效果在于①本技术采用轴向平面磁路双驱动结构充分利用了轮毂电机有限的空间，增大了磁隙驱动面积，同样的输出功率可比传统电机效率高、体积小、重量轻，也可以说在同样条件下，用本技术的电动车跑得快、跑得远。②双驱动面组合式电枢铁心磁路短，用铜量低，而传统电机结构和工艺的限制，铁心、铜线用量大，损耗大本电机使用的铜线和铁心比传统电机省30％。③传统电机的生产工艺复杂，主要依靠人工完成，本电机的电枢生产工艺可以象生产小型变压器一样简单，综合成本低。④本技术无刷无齿，结构设计简单合理、性能优良，能广泛用于各种需要高效电机的场合和产品上，尤其是各种电动车包括电动汽车上。该轮毂的轴向长度比普通电机窄，可直接在普通自行车上安装，因此适用性广。⑤轴向磁路永磁体的强大磁力将左右端盖紧紧地吸附在轮毂圈上不容易分离，使得整体结构更加牢固。⑥传统电机电枢铁心与线圈整体制造不容易分离，维修困难；本电机的铁心与线圈容易分离，便于维修。⑦扇形永磁体是平面的，它比传统电机的曲面永磁体易加工、成本低。附图说明以下结合附图和实施例对本技术作详细说明图1是本技术的轴向剖视结构示意图，是轴向平面磁路轮毂转子和双驱动平面组合式电枢定子的基本构造图。图2是本技术的端面侧视结构示意图，也是15个梯形铁心线圈组成的环形驱动平面与16个扇形永磁体组成的环形永磁体平面的动作原理图。图3是梯形铁心线圈立体构造图，是组合电枢的基本单元。图4是工字梯形铁心立体构造图，梯形平面齿牙类似传统电机铁心的T形齿牙。图5是本技术三相电枢线圈电路和传感器电路示意图，表示三相线圈以及传感器的电路连接关系，同时也表示传感器和电枢线圈的位置关系。具体实施方式本技术属于结构简单的低速无齿无刷直流轮毂电机，为了满足低速大扭拒要求，组合式电枢的梯形齿牙和单面永磁体的数目可有两种设定①齿牙设定为15个，永磁体可设定为14个或16个；②齿牙设定为21个，永磁体可设定为20个或22个，齿牙与永磁体的数目关系必须是齿牙与永磁体的数目差为1，永磁体数目为偶数，齿牙数目应是能被3整除的奇数。以下实施例是以15个梯形铁心线圈，16对扇形平面永磁体为例说明的。在图1、图2中，本技术设有铝合金轮毂圈1，该圈是辐条式的，也可以是与车轮圈一体化的，轮毂圈两端设有左右铝合金轮毂端盖2，端盖内端面设有左右环形导磁板3，在导磁板的内端面设有16块扇形平面永磁体4，永磁体选用钕铁硼材料制成的强磁体，市场有售，永磁体磁极方向是轴向的，按照N、S相互交替的环列方式安装在导磁板上，相邻留有2mm的间隔，间隔内填充粘接剂31，组成左右环形永磁体平面32，左右两边扇形平面永磁体的位置是对称的，极性是相反的。在左右端盖的中部设有外螺纹轴承架46，轴承架内设有左右轮毂轴承14，由上述部件组成轮毂式电机转子。左右轴承的内圆装有左右喇叭形空心半轴19，半轴中心设有出线孔13，其左右半轴的喇叭口之间装有铝合金轮圈式电枢支架5，电枢支架外圈设有线圈槽33，其左右槽边设有15个等分的、左右对称的定位槽36，槽底设有螺孔37，线圈槽内装有15个梯形铁心线圈6，它是组合式电枢的基本单元，线圈设有骨架8，铁心线圈两侧设有梯形平面的铁心齿牙9和骑马螺钉7，螺钉装进定位槽，线圈骨架卡进线圈槽内，骑马螺钉穿过槽底螺孔定位后用螺母10拧紧，将环列安装在线圈槽一周的铁心线圈紧固制成组合式双驱动平面轮式电枢定子，定子左右端面由15个梯形齿牙组成左右环形驱动平面25，与上述的左右环形永磁体平面32构成左右环形平面气隙30，电机转动的作用力就是在这里完本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴向磁路双驱动式无刷无齿直流轮毂电机，主要是由铝合金轮毂圈、铝合金轮毂端盖、轮毂轴承、环形导磁板、扇形平面永磁体、梯形铁心线圈、轮圈式铝合金电枢支架、喇叭形空心半轴、三相位置传感器、环形接线板、三相电枢线圈引出线、三相位置传感器控制引出线、无刷电机控制器等组成，其特征是：本实用新型设有铝合金轮毂圈（１），该圈是辐条式的，也可以是与车轮圈一体化的，轮毂圈两端设有左右铝合金轮毂端盖（２），端盖内侧设有左右环形导磁板（３），导磁板上设有１６块扇形平面永磁体（４），环列组合成左右环形永磁体平面（３２），轮毂端盖中部设有左右外螺纹轴承架（４６），轴承架内设有左右轮毂轴承（１４），轴承内圆装有左右喇叭形空心半轴（１９），两半轴喇叭口之间设有铝合金轮圈式电枢支架（５），支架外圈是线圈槽（３３），槽内一周环列安装１５个梯形铁心线圈（６），铁心线圈两端设有梯形平面的铁心齿牙（９）和骑马螺钉（７），梯形铁心线圈设有骨架（８），铁心线圈骨架装进线圈槽由骑马螺钉定位在线圈槽两边的定位槽孔内，再用螺母（１０）紧固，组合成有左右驱动平面的轮式电枢定子，左右驱动平面是由１５个梯形齿牙环列的左右环形驱动面（２５），与左右环形永磁体平面构成左右环形平面气隙（３０），在梯形齿牙之间设有气隙（２０），在其中一个环形驱动平面上设有三个位置传感器（２１）、（２２）、（２３），分别代表ａ、ｂ、ｃ三相传感器，分别安装在三个位置相差１２０°的齿牙气隙内，１５个铁心线圈等分成Ａ、Ｂ、Ｃ三相，每相５个线圈是相邻串联，极性相反，Ｙ型三相连接，电枢三相线（１２）和三相传感器控制线（１８）的引出是经过电枢支架设有的引线孔（１６），过桥孔（３８）、连线孔（１７）到接线室（３５）内的环形电路接线板（１５），集中连接后引线从左右半轴的出线孔（１３）里引出机体外，无刷电机控制器选用市场现有的任何一种通用型的电压、功率和本电机一致的合格产品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱洪来，朱幕松，
申请(专利权)人：朱洪来，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]