專利名稱：一種用于電動車的輪轂式永磁無刷調速電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及永磁無刷電機技術領域，具體的說是一種能夠自動無級變速的電 動自行車和電動摩托車用輪轂電機。
背景技術：
由于輪轂電機結構緊湊，效率高，技術成熟，因此電動助力車幾乎都采用了永磁無 刷輪轂電機。但這種電機由于使用稀土永磁勵磁，電機磁通幾乎不可調，等功率可調速比 低，對于實際的使用、工況變化范圍需要較多的功率儲備，由此增加的重量和成本對電動自 行車是不利的。為了改進電動車的性能，業內先后研發過多種機械式變速電機，和繞組可變的雙 速電機或三速電機，均因技術方案不夠完善而未能廣泛運用。除了增加傳統的機械變速系統外，現有一種電控弱磁技術，參見《永磁電機的弱 磁控制設計》《微特電機》2009-6期，中圖分類號TM341文獻標識碼A，WENZ文章編號 1004-7018 (2009) 06-0041-05,但主要用于凸極式永磁同步電機。對于普通永磁無刷電機弱 磁效果不理想。
發明內容本實用新型的目地在于克服現有技術的不足，提供一種連續無極調速的電動車用 輪轂式永磁無刷調速電機。為實現上述目的，設計一種用于電動車的輪轂式永磁無刷調速電機，包括帶永磁 體的輪轂即轉子和分數槽多相繞組定子，其特征在于電機的轉子由輪轂1和轉子軛2相 連接，永磁體3與轉子軛內表面相連接，轉子軛同左、右端蓋13、14相連并通過軸承9、17連 接于中心軸8并能繞其轉動。電機的定子由導線15、鐵芯4、繞組5、定子支架6、花鍵套7 組成一體，電機內中心軸8的上面設有離心式轉速感應調磁機構，所述的離心式轉速感應 調磁機構由磁通分流器10，推力軸承11，離心滾子12，左端蓋13，彈簧16組成，左端蓋內表 面為類似錐形，并設有離心混子的導槽，所述的磁通分流器右端底面母線為函數曲線；所述 的定子通過花鍵套與中心軸8連接，作軸向移動，花鍵套左端設有一推力滾針軸承11 ；所述 的磁通分流器采用導磁材料制成的圓筒型物體，磁通分流器對移動過來的轉子磁通進行旁 路，分流削弱氣隙中原有穿過繞組的磁通。本實用新型與現有技術相比，其優點在于同機械式變檔調節比較，本發明是連續 無極的調速，同機械式CVT無極調速(效率60 70% )比效率更高20%以上，同電控弱磁 比，更適合普通隱極式轉子。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1為本實用新型的結構示意圖。[0010]圖2為本實用新型同現有輪轂電機的特性對比。指定圖1為摘要附圖。圖1中的1.輪轂 2.轉子軛 3.永磁體 4.鐵芯 5.繞組 6.定子支架 7.花鍵套8.中心軸9.軸承10.磁通分流器11.推力軸承12.離心滾子13.左 端蓋14.右端蓋15.導線16.彈簧17.軸承
具體實施方式
結合附圖對本實用新型做進一步說明，這種裝置的制造技術對本專業的人來說是 非常清楚的。參見圖1，輪轂1和轉子軛2相連接，永磁體3與轉子軛內表面相連接，轉子軛同 左、右端蓋13-14相連并通過軸承9、17連接于中心軸8并能繞其轉動。定子由導線15，鐵芯4、繞組5、定子支架6、花鍵套7組成一體，定子通過花鍵套與 中心軸8連接，不能繞軸轉動，可以軸向移動；花鍵套左端安放一推力滾針軸承11。離心式轉速感應調磁機構由磁通分流器10，推力軸承11，離心滾子12，左端蓋13， 彈簧16組成。在此，左端蓋內表面為類似錐形，并做有離心滾子的滾導；磁通分流器右端 底面母線為特定曲線，定子移動值與轉速的函數特性依據機械理論和永磁無刷電機理論確 定，使其輸出特性近似于理想特性。電機通電后，轉子帶動磁通分流器2轉動，轉速由0迅速提高，到設定轉速時，離心 滾子12在離心力作用下，推動磁通分流器，并通過推力軸承將軸向力傳給花鍵套，由于轉 速已經達到，彈簧力被克服，定子受力向右運動，壓縮彈簧趨向新的平衡點，由于定子被移 動，磁路發生變化，定子交聯的磁通減少了，轉速便會升高。本實用新型同現有輪轂電機的特性對比見圖2圖2中，曲線a-b-c為普通永磁電機機械特性曲線，a-b-d為弱磁變速永磁電機 機械特性曲線，額定功率都是500W。例如b點功率1 = 50X10 = 500，d點功率Pd = 12. 5\40 = 500，(點功率約為4\20 = 801，曲線同阻力曲線的交點ω,Π ω2分別為兩種 電機的最高車速。ω2處的功率和車速為500W 35km/h，(^處功率為80W20km/h。性能提高
80%左右。本實用新型的主要特點是在原有輪轂電機的基礎上，設置了離心式轉速感應調磁 機構，以此達到弱磁擴速的目的，實現理想的運行特性。所謂離心機構是一個斜面滾子推力機構，它依據圓周運動的運動學和力學原理， 當滾子隨轉子繞軸運動時，產生離心力Fco =Rmco2,同時通過斜面將力Fco轉移到軸向形 成分力Fz，利用力內推動定子軸向移動，使定子繞組位置上錯開轉子磁路一定距離，使得 一部分磁通量不再通過定子磁路，鉸鏈定子電流，而是通過磁通分流器回到原處。轉速越 高，離心力愈大，轉子位移愈大，進入磁通分流器愈多，磁通分流愈多，進入定子磁通越少。 這樣，“弱磁”就實現了，其結果是功率基本不變，但轉速升高，扭矩下降，直到扭矩同車輛行 駛阻力達成平衡。在整個過程中功率，效率降低緩慢，處于等功率調速特性。
權利要求1.一種用于電動車的輪轂式永磁無刷調速電機，包括帶永磁體的轉子，多相分數槽繞 組定子，其特征在于電機的轉子由輪轂(1)和轉子軛(2)相連接，永磁體(3)與轉子軛內表 面相連接，轉子軛同左、右端蓋(13、14)相連并通過軸承(9、17)連接于中心軸(8)并能繞其 轉動，電機的定子由導線(15)、鐵芯(4)、繞組(5)、定子支架(6)、花鍵套(7)組成一體，電 機內中心軸(8)的上面設有離心式轉速感應調磁機構，所述的離心式轉速感應調磁機構由 磁通分流器(10)，推力軸承(11)，離心滾子(12)，左端蓋(1；3)，彈簧(16)組成，左端蓋內表 面為類似錐形，并設有離心混子的導槽，所述的磁通分流器右端底面母線為函數曲線。
2.根據權利要求1所述的一種用于電動車的輪轂式永磁無刷調速電機，其特征在于所 述的定子通過花鍵套與中心軸(8)連接，可作軸向移動，花鍵套左端設有一推力滾針軸承 (11)。
3.根據權利要求1所述的一種用于電動車的輪轂式永磁無刷調速電機，其特征在于所 述的磁通分流器采用導磁材料制成的圓筒型物體，磁通分流器對移動過來的轉子磁通進行 旁路，分流削弱氣隙中原有穿過繞組的磁通。
專利摘要本實用新型涉及永磁無刷電機技術領域，具體的說是一種能夠自動無級變速的電動自行車和電動摩托車用輪轂電機，其特征在于電機內部設有離心式轉速感應調磁機構，所述的離心式轉速感應調磁機構由磁通分流器10，推力軸承11，離心滾子12，左端蓋13，彈簧16組成，左端蓋內表面為類似錐形，并設有離心混子的導槽，磁通分流器右端底面母線為特定曲線，其函數由預先設計決定。本實用新型與現有技術相比，其優點在于同機械式變檔調節比較，本發明是連續無極的調速，同機械式CVT無極調速(效率60～70％)比效率更高20％以上，同電控弱磁比，更適合普通隱極式轉子。
文檔編號H02K1/27GK201821244SQ20102013902
公開日2011年5月4日 申請日期2010年3月23日 優先權日2010年3月23日
發明者楊荷 申請人:楊荷