本發(fā)明涉及一種體感車電勵磁輪轂電機，屬于特種電機技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

體感車又稱電動平衡車，是近年新開發(fā)的代步工具，而且體感車也是代表新型的綠色環(huán)保休閑娛樂用品。體感車作為一種新型的交通工具，它大多使用永磁無刷電機作為驅(qū)動電機，配合電子控制系統(tǒng)，可以僅僅依靠人體重心的改變來實現(xiàn)車輛的啟動、加速、減速、停止等動作。

目前相關(guān)的專利主要集中在體感車主體結(jié)構(gòu)和控制技術(shù)上。例如發(fā)明專利申請：一種智能體感車，專利號：201510630739.5，公開了一種利用頭部信息代替手控制車子轉(zhuǎn)向的技術(shù)，以預防由于手機來電或短信等突發(fā)因素導致的手忙腳亂而引起意外事故。申請?zhí)枮椋?01510646117.1的發(fā)明專利申請：基于人體重力感應控制行車速度和方向的體感車及方法，公開了一種采用至少四輪結(jié)構(gòu)，行駛過程平衡性能更好，有效杜絕了安全隱患的體感車控制技術(shù)。

另外，也有一些輪轂式驅(qū)動電機的專利，例如申請人2016年申請的發(fā)明專利：一種電動車混合勵磁輪轂電機，專利號：201610256109.0，提出了實現(xiàn)了輪轂和驅(qū)動電機的集成的混合勵磁輪轂電機，該電機具有雙面盤式結(jié)構(gòu)，可提高電機的比功率。類似的，授權(quán)的發(fā)明專利：輪轂電機，專利號：200480021062.5，也公開了一種可實現(xiàn)輪轂電機的小徑化、結(jié)構(gòu)緊湊的輪轂電機。

本發(fā)明的創(chuàng)造性不在于輪轂電機技術(shù)和平衡車技術(shù)的結(jié)合。本申請的技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)的不同主要體現(xiàn)在電機結(jié)構(gòu)方面。本申請的技術(shù)具有各相完全隔離的定子結(jié)構(gòu)和超出已公開常理技術(shù)的特殊定轉(zhuǎn)子匹配參數(shù)，其六相繞組的配置方式也與傳統(tǒng)電機有著本質(zhì)的區(qū)別。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

所要解決的技術(shù)問題：提供一種六相隔離、故障不能傳播的一種體感車電勵磁輪轂電機。

為了實現(xiàn)以上功能，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種體感車電勵磁輪轂電機，其特征在于：

由導磁輪轂(1)、軸(2)、定子固定塊(3)、勵磁繞組(4)、定子鐵心(5)、 軸承(6)和電樞繞組組成；

導磁輪轂(1)的內(nèi)側(cè)有13X個向內(nèi)凸出的轉(zhuǎn)子極，X為正整數(shù)，13X個轉(zhuǎn)子極沿圓周方向均布；在軸承(6)的作用下導磁輪轂(1)可以旋轉(zhuǎn)；

定子鐵心(5)利用定子固定塊(3)固定在軸(2)上，且定子鐵心(5)位于導磁輪轂(1)的內(nèi)側(cè)；定子固定塊(3)不導磁；

總個數(shù)為6X的定子鐵心(5)在圓周方向上均布，且每個定子鐵心(5)有兩個沿徑向延伸的定子極，定子極之間由定子鐵心(5)的軛部連接；同一個定子鐵心(5)的兩個定子極的極距等于轉(zhuǎn)子極極距；

不同的定子鐵心(5)之間有空氣間隙；

在每個定子鐵心(5)順時針方向的定子極上都繞有勵磁繞組(4)，所有勵磁繞組(4)的繞制方向相同；

在每個定子鐵心(5)逆時針方向的定子極上都繞有電樞繞組，電樞繞組依據(jù)相位不同可分為六相，分別是A相電樞繞組、B相電樞繞組、C相電樞繞組、D相電樞繞組、E相電樞繞組和G相電樞繞組；所有電樞繞組的繞制方向相同。

如上所述的一種體感車電勵磁輪轂電機，其特征在于：軸承(6)的內(nèi)圈固定在軸(2)上，軸承(6)的外圈固定在導磁輪轂(1)的中心孔內(nèi)，在軸承(6)的作用下，導磁輪轂(1)可以繞軸(2)旋轉(zhuǎn)，從而帶動外側(cè)的輪胎旋轉(zhuǎn)。

如上所述的一種體感車電勵磁輪轂電機，其特征在于：六相繞組分別接兩個三相逆變器，當其中一相繞組出現(xiàn)故障后，其余各相繞組可以繼續(xù)降額工作。

本發(fā)明的有益效果是：

1電機的六相繞組且各相繞組互相隔離，可以把故障限制在一相內(nèi)，以減小故障相對其它相造成負面影響，防止故障傳播；

2具備外轉(zhuǎn)子，可以直接驅(qū)動體感車運行；

3轉(zhuǎn)子為凸極結(jié)構(gòu)，無勵磁繞組或永磁體，工作可靠；

4總的磁鏈較短，定子鐵心磁阻小，鐵耗少；硅鋼片用量少、電機重量輕；

5繞組皆為集中式繞組，內(nèi)阻小，效率高；

6轉(zhuǎn)子極數(shù)多，適合體感車的低速運行，且極數(shù)為質(zhì)數(shù)，高階次諧振小。

附圖說明

圖1是本發(fā)明X=1的體感車電勵磁輪轂電機縱剖圖。其中，1、導磁輪轂，2、軸，3、定子固定塊，4、勵磁繞組，5、定子鐵心，6、軸承。

圖2是本發(fā)明X=1的體感車電勵磁輪轂電機橫剖圖。其中，1、導磁輪轂，2、軸，3、定子固定塊，4、勵磁繞組，5、定子鐵心，7、A相電樞繞組， 8、B相電樞繞組，9、C相電樞繞組，10、D相電樞繞組，11、E相電樞繞組，12、G相電樞繞組。

圖3是本發(fā)明X=1的一種體感車電勵磁輪轂電機繞組嵌線圖。其中，上部的序號1-12表示極數(shù)序號，F(xiàn)、A、B、C、D、E和G分別表示勵磁繞組、A相電樞繞組、B相電樞繞組、C相電樞繞組、D相電樞繞組、E相電樞繞組和G相電樞繞組。

圖4是本發(fā)明X=1的一種體感車電勵磁輪轂電機雙通道逆變器圖。

圖5是本發(fā)明X=1的一種體感車電勵磁輪轂電機六相電樞繞組與勵磁繞組的互感圖。其中Laf表示A相電樞繞組與勵磁繞組的互感，在數(shù)值上等于勵磁電流為1A是A相電樞繞組的磁鏈。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種體感車電勵磁輪轂電機，為使本發(fā)明的技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以及參照附圖并舉實例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1給出的本發(fā)明X=1的體感車電勵磁輪轂電機縱剖圖。由導磁輪轂(1)、軸(2)、定子固定塊(3)、勵磁繞組(4)、定子鐵心(5)、 軸承(6)和電樞繞組組成。導磁輪轂(1)的內(nèi)側(cè)有13個向內(nèi)凸出的轉(zhuǎn)子極，即X=1，13個轉(zhuǎn)子極沿圓周方向均布；在軸承(6)的作用下導磁輪轂(1)可以旋轉(zhuǎn)。

軸承(6)的內(nèi)圈固定在軸(2)上，軸承(6)的外圈固定在導磁輪轂(1)的中心孔內(nèi)，在軸承(6)的作用下，導磁輪轂(1)可以繞軸(2)旋轉(zhuǎn)，從而帶動外側(cè)的輪胎旋轉(zhuǎn)。

圖2是本發(fā)明X=1的體感車電勵磁輪轂電機橫剖圖。定子鐵心(5)利用定子固定塊(3)固定在軸(2)上，且定子鐵心(5)位于導磁輪轂(1)的內(nèi)側(cè)；定子固定塊(3)不導磁。

總個數(shù)為6X的定子鐵心(5)在圓周方向上均布，且每個定子鐵心(5)有兩個沿徑向延伸的定子極，定子極之間由定子鐵心(5)的軛部連接；同一個定子鐵心(5)的兩個定子極的極距等于轉(zhuǎn)子極極距。不同的定子鐵心(5)之間有空氣間隙。

在每個定子鐵心(5)順時針方向的定子極上都繞有勵磁繞組(4)，所有勵磁繞組(4)的繞制方向相同。

在每個定子鐵心(5)逆時針方向的定子極上都繞有電樞繞組，電樞繞組依據(jù)相位不同可分為六相，分別是A相電樞繞組、B相電樞繞組、C相電樞繞組、D相電樞繞組、E相電樞繞組和G相電樞繞組；所有電樞繞組的繞制方向相同。

圖3給出的本發(fā)明X=1的一種體感車電勵磁輪轂電機繞組嵌線圖。在每個定子鐵心順時針方向的定子極上都繞有勵磁繞組(F)，所有勵磁繞組(F)的繞制方向相同。在每個定子鐵心逆時針方向的定子極上都繞有電樞繞組，電樞繞組依據(jù)相位不同可分為六相，分別是A相電樞繞組、B相電樞繞組、C相電樞繞組、D相電樞繞組、E相電樞繞組和G相電樞繞組；所有電樞繞組的繞制方向相同。

圖4是本發(fā)明X=1的一種體感車電勵磁輪轂電機雙通道逆變器圖。兩相繞組分別接兩個三相逆變器，當其中一相繞組出現(xiàn)故障后，其余各相繞組可以繼續(xù)降額工作。兩個通道之間互相隔離，一個通道內(nèi)的故障不會傳播到第二個通道。

圖5是本發(fā)明X=1的一種體感車電勵磁輪轂電機六相電樞繞組與勵磁繞組的互感圖。可以看出各相繞組之間相隔60度電角度。

下面對本發(fā)明提出的體感車電勵磁輪轂電機進行工作原理的說明。

通過位置傳感器檢測電機轉(zhuǎn)子位置，將位置信號輸送給控制器后，控制器控制功率變換器的相應開關(guān)管，給電感上升的繞組通以正向電流，給電感下降的繞組通以負向電流，電機即可實現(xiàn)對外輸出轉(zhuǎn)矩。

需要指出的是，本發(fā)明的體感車電勵磁輪轂電機的極數(shù)并非是個有限組合內(nèi)的選擇問題，而是只有在這種極數(shù)的匹配下才能取得所述性能的特殊結(jié)構(gòu)。從圖2可以看出，此時G相電樞繞組磁鏈最小，而C相電樞繞組磁鏈最大。因此只有在這種極數(shù)匹配下才能使六相電樞繞組的磁阻周期性變化且電位角相差60°電角度。