專利名稱：電動(dòng)車用永磁無(wú)刷電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種永磁無(wú)刷電機(jī)，具體說是涉及-""種電動(dòng)車用永磁無(wú)刷 電機(jī)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)車對(duì)于電機(jī)的要求通常是起動(dòng)力矩較大、運(yùn)行效率較高、使用壽命 較長(zhǎng)、變速較方便等。目前電機(jī)分為有刷電機(jī)、無(wú)刷電機(jī)以及開關(guān)磁阻電機(jī)。 應(yīng)用無(wú)刷電機(jī)較多。但是，現(xiàn)有的無(wú)刷電機(jī)存在一些缺點(diǎn)，如起動(dòng)力矩較小， 低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大(轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大時(shí)，乘車人感覺不舒服)，大電流時(shí)工 作效率低等。現(xiàn)有的無(wú)刷電機(jī)，它的定子組件中包含16個(gè)極，48個(gè)槽，其槽數(shù)/極數(shù)=48/16 = 3，為整數(shù)。因此，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中有16個(gè)槽同時(shí)通過磁 場(chǎng)的交界，它產(chǎn)生的力矩波動(dòng)的幅值是單個(gè)槽通過磁場(chǎng)的交界處力矩波動(dòng)的幅 值的16倍，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大。而且，它的繞組線圈的跨距較大，為從第 一個(gè)槽到第四個(gè)槽，導(dǎo)致線圈的端部較長(zhǎng)(跨3個(gè)極距)，使得電磁線用量增 加，浪費(fèi)資源，同時(shí)降低電機(jī)的性能。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)無(wú)刷電機(jī)的缺點(diǎn)，為了提高無(wú)刷 電機(jī)的起動(dòng)力矩和運(yùn)行效率，降低無(wú)刷電機(jī)的力矩波動(dòng)；提供一種使其力矩波 動(dòng)較小、電機(jī)效率較高、起動(dòng)力矩較大、使用壽命較長(zhǎng)、變速較方便的電動(dòng)車 用永磁無(wú)刷電機(jī)。本實(shí)甩新型為了達(dá)到上述的目的，所采取的技術(shù)方案是，它包括含有槽齒的 定子組件，由磁鋼和磁軛圈構(gòu)成的轉(zhuǎn)子，三相星形連接結(jié)構(gòu)的繞組以及置于繞 組上的位置傳感器，每個(gè)繞組線圈的兩個(gè)有效工作邊分別位于兩個(gè)相鄰的槽 中，每相繞組線圈的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，定子組件中槽數(shù)的基數(shù)a為電機(jī)相數(shù)的整數(shù) 倍，轉(zhuǎn)子中極數(shù)的基數(shù)b等于槽數(shù)的基數(shù)ail，槽數(shù)與極數(shù)之比為分?jǐn)?shù)值。
電機(jī)的工作過程電機(jī)工作時(shí)，通過位置傳感器對(duì)轉(zhuǎn)子中磁鋼位置進(jìn)行檢 測(cè)，將繞組對(duì)應(yīng)磁鋼的位置信號(hào)傳送到電機(jī)的控制器內(nèi)，由電機(jī)控制器進(jìn)行邏 輯判定后對(duì)相應(yīng)繞組提供規(guī)定的電流導(dǎo)通方向，使得三相繞組中的兩相繞組通 電，并使通電繞組產(chǎn)生同一轉(zhuǎn)向的力矩，另---相繞組暫不通電；當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)過-定角度后，繞組和磁鋼的位置發(fā)生變化后，位置傳感器將變化后的繞組和磁鋼 的位置關(guān)系及時(shí)傳送到控制器，由控制器控制對(duì)應(yīng)的兩相繞組按規(guī)定的方向?qū)?通。使得通電繞組產(chǎn)生的力矩方向與之前保持一致。本實(shí)用新型的無(wú)刷電機(jī)由于每個(gè)線圈的兩個(gè)有效工作邊分別放置在兩個(gè) 相鄰的槽中，使得線圈的端部不工作的部分的長(zhǎng)度為1個(gè)極距，達(dá)到了最小的 尺寸，為短距繞組。它降低了電磁線的用量，降低了電機(jī)的原材料成本，同時(shí) 也降低了電機(jī)的內(nèi)阻，降低了電機(jī)的銅損，提高了電機(jī)的效率。同時(shí)使得同一 繞組下相鄰的兩個(gè)極所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，減少磁場(chǎng)回路的路徑，降低硅鋼 片極與極間的磁軛面積，減少硅鋼片的用量，降低原材料成本。因上述的原因， 還同時(shí)降低電機(jī)的重量，提高單位重量的能量輸出率。因?yàn)楸緦?shí)用新型的電機(jī) 對(duì)資源的消耗得到降低，因而用于每年產(chǎn)量很大的電動(dòng)車l:.，將會(huì)節(jié)省相當(dāng)可 觀的資源。如上述本實(shí)用新型的電機(jī)結(jié)構(gòu)，因?yàn)闃O數(shù)的基值b為槽數(shù)的基值ail，槽 數(shù)的基值a為電機(jī)相數(shù)的整數(shù)倍，由于電機(jī)相數(shù)至少是3相(通常是三相或四 相)，每相繞組線圈的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，所以每個(gè)繞組包含至少3個(gè)線圈，每個(gè)線 圈至少占用3個(gè)槽，因此，槽數(shù)的基值a^9;同時(shí)-，槽數(shù)的基值和極數(shù)的基 值可同比例的整數(shù)倍擴(kuò)大。如上述本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，槽數(shù)與極數(shù)之比 為分?jǐn)?shù)值，因此，電機(jī)在運(yùn)行過程中，同時(shí)通過磁場(chǎng)的交界的槽數(shù)為3 (與同 步放大倍數(shù)相同)，使得電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，齒槽產(chǎn)生的力矩波動(dòng)得到較大幅度的 降低，而力矩波動(dòng)的頻率得到較大的提高，使乘車人感覺不到力矩的波動(dòng)，人 也就不會(huì)感覺不舒服；同時(shí)，對(duì)于較多的槽數(shù)及極數(shù)來說，將有利于將電機(jī)的 直徑做大，而電機(jī)的直徑越大，電機(jī)輸出的力矩就越大；同時(shí)磁鋼若采用高性 能的釹鐵硼磁鋼(稀土磁鋼)，就更能提高電機(jī)效率，減少電機(jī)體積和重量， 提高了電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩，提高了電動(dòng)車的起動(dòng)性能和爬坡性能。

圖1為外轉(zhuǎn)子電機(jī)結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2為內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖3a、 3b、 3c為繞組展開的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型電機(jī)的結(jié)構(gòu)特征。 如圖1、 2、 3a、 3b、 3c所示，本實(shí)用新型電機(jī)包括定子組件1，由磁鋼 201和磁軛圈202構(gòu)成的轉(zhuǎn)子2，三相星形連接結(jié)構(gòu)的繞組3以及置于繞組3 匕的位置傳感器4 (圖3a、 3b、 3c示)，每個(gè)繞組線圈的兩個(gè)有效工作邊分 別位于兩個(gè)相鄰的槽中，每相繞組線圈的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，定子組件中槽數(shù)的基數(shù) a為電機(jī)相數(shù)的整數(shù)倍，轉(zhuǎn)子中極數(shù)的基數(shù)b等于槽數(shù)的基數(shù)ail，槽數(shù)與極 數(shù)之比為分?jǐn)?shù)值。在本實(shí)施例中，繞組線圈的節(jié)距為l，為短距繞組。 在本實(shí)施例中，電機(jī)的相數(shù)為3相，如圖3a中的A相、B相、C相，每相 繞組線圈的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，所以每個(gè)繞組最少包含3個(gè)線圈，每個(gè)線圈最少占用 3個(gè)槽，電機(jī)最小的槽數(shù)的基值F9，極數(shù)的基值b二a十l二10;將槽數(shù)的基 值a增大3倍，a二27，則極數(shù)的基值b = 28，槽數(shù)/極數(shù)=27/28，將其同步放 大3倍為81/84，如圖3a、 3b、 3c所示。這個(gè)比值為分?jǐn)?shù)，不是整數(shù)。這樣， 當(dāng)電機(jī)在運(yùn)行過程中，同時(shí)通過磁場(chǎng)的交界的槽數(shù)為3 (與同步放大倍數(shù)相 同)，使得電機(jī)在運(yùn)行時(shí)的齒槽產(chǎn)生的力矩波動(dòng)幅值降低為原來的1/28，而 力矩波動(dòng)的頻率提高為原來的28倍，使乘車人感覺不到力矩的波動(dòng)，人也就 不會(huì)感覺不舒服。本實(shí)施例繞組展開完整的圖是由圖3a圖面的右邊連接圖3b圖面的左邊， 圖3b圖面的右邊連接圖3c圖面的左邊組成，即三幅圖前后連接起來為整體繞 組展開的圖。圖3a、 3b、 3c中槽101為81個(gè)槽(對(duì)84極的磁鋼)，線圈的 兩個(gè)有效工作邊102分別放置在兩個(gè)相鄰的槽101中，本實(shí)施例中，81個(gè)槽 對(duì)84個(gè)極，這算是比較多的槽數(shù)和極數(shù)。繞組是三相兩兩通電星形連接的結(jié) 構(gòu)，繞組繞制方向和接線(上下層繞組的連線)的結(jié)構(gòu)如圖3a、 3b、 3c中所 '〗「
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)車用永磁無(wú)刷電機(jī)，它包括含有槽齒的定子組件，由磁鋼和磁軛圈構(gòu)成的轉(zhuǎn)子，三相星形連接結(jié)構(gòu)的繞組以及置于繞組上的位置傳感器，其特征在于每個(gè)繞組線圈的兩個(gè)有效工作邊分別位于兩個(gè)相鄰的槽中，每相繞組線圈的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，定子組件中槽數(shù)的基數(shù)a為電機(jī)相數(shù)的整數(shù)倍，極數(shù)的基數(shù)b等于槽數(shù)的基數(shù)a±1，槽數(shù)與極數(shù)之比為分?jǐn)?shù)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車用永磁無(wú)刷電機(jī)，其特征在于繞組線 圈的節(jié)距等于1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車用永磁無(wú)刷電機(jī)，其特征在于每個(gè)繞 組至少包含3個(gè)線圈。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車用永磁無(wú)刷電機(jī)，其特征在于每個(gè)線 圈至少占用3個(gè)槽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車用永磁無(wú)刷電機(jī)，.實(shí)特征在于所述的 槽數(shù)的基數(shù)a^ 9。
專利摘要一種電動(dòng)車用永磁無(wú)刷電機(jī)，它包括含有槽齒的定子組件，由磁鋼和磁軛圈構(gòu)成的轉(zhuǎn)子，三相星形連接結(jié)構(gòu)的繞組以及置于繞組上的位置傳感器；每個(gè)繞組線圈的兩個(gè)有效工作邊分別位于兩個(gè)相鄰的槽中，使得線圈的端部不工作的部分的長(zhǎng)度為1個(gè)極距，達(dá)到了最小的尺寸，為短距繞組；每相繞組線圈的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，定子組件中槽數(shù)的基數(shù)a為電機(jī)相數(shù)的整數(shù)倍，極數(shù)的基數(shù)b等于槽數(shù)的基數(shù)a±1，槽數(shù)與極數(shù)之比為分?jǐn)?shù)值。為此，使得電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，齒槽產(chǎn)生的力矩波動(dòng)得到較大幅度的降低，而力矩波動(dòng)的頻率得到較大的提高，使乘車人感覺不到力矩的波動(dòng)，人也就不會(huì)感覺不舒服。
文檔編號(hào)H02K29/08GK201018383SQ200720066988
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
發(fā)明者陳小華 申請(qǐng)人:上海正荊機(jī)電科技有限公司