[发明专利]一种轴式直驱永磁无刷直流电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机，特别是涉及一种轴式直驱永磁无刷直流电动机。

背景技术

直流电动机应用于车辆中，毂内安装电机驱动效果较好，但存在很多问题。而传统车辆内燃机输出能量的10%左右在车轮传递过程中损失，与内燃机、集中电机驱动车辆相比，轮毂驱动电动车，每个车轮通过轮毂电机快速进行驱动力和制动力的控制，大大改善车辆的行驶动力性能，容易通过电机控制技术实现ABS、TCS及ESP功能；在4轮轮毂驱动电动车上导入线控4轮转向技术，可提高车辆转向行驶性能，并有效减小转向半径，大大增加转向灵便性；可以省略机械制动系统，实现电机制动；容易实现各电动轮的电气制动、机电复合制动和制动能量回馈，节约能源。但是：轮毂内安装电机驱动，现在还面临很多问题，对轮毂电机驱动来说，由于轮毂电机的引入，整车非簧载质量显著增加，由于电机力矩波动直接作用于车轮（或经过减速机构），在特定大扭矩转速区间，容易引起悬架前后方向的共振；与集中电机驱动相比，轮毂驱动电机系统重心位置低，，而且存在相互旋转表面，因此密封困难，整车涉水能力不强；由于轮胎运转的热量，特别是刹车的热量，电机本身产生的热量如何散出去，难度是非常大的。同时也存在电子差速问题。传统汽车的差速问题主要是指车轮线速度不能与该车的轮心速度相协调，或者说车轮滚过的距离不等于车轮轮心沿平行于行驶路面轨迹移动的距离，引起车轮拖滑或滑转，从而导致汽车不能正常行驶。因此，当汽车转向或不平路面行驶时，要求各车轮转速不同，并要与轮心速度相协调，需要机械差速器来满足要求。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴式直驱永磁无刷直流电动机，该电机将传动轴直接与电机轴连接,即，取消机械差数器等装置而直接与传动轴连接，实现驱动电机体积小、结构简单、成本低、并提高其驱动性能的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种轴式直驱永磁无刷直流电动机，所述电动机为轴电机，电动机的反电势电压为梯形波，电流波形为方波；通过电动机本身的特性控制滑转率，实现电动机差速的自调节；电动机控制采用三相绕组星形连接，桥式6状态，120^o导通方式；在一个周期内用一个状态来代表；一个状态下的基本电路：U为等效供电电压；i为瞬时电流；R为等效电阻；E为等效反电动势；一个状态内电压平衡方程式为 ：U=E+iR ；该电动机直连在车轮轴上，采用等功率控制方式。

所述的一种轴式直驱永磁无刷直流电动机，所述反电动势的幅值E_m(V): E_m=K_eΩ； K_e为反电势系数(v/rad/s)；Ω为转子机械角速度（rad/s）；Ω与电机转速n (r/min)的关系为Ω=0.1047*n 。

所述的一种轴式直驱永磁无刷直流电动机，所述转子输出的机械功率等于气隙的电磁功率，即 TΩ=Ei=P ；T为电磁转矩（N.m）； P为电磁功率（w）；T=P/Ω=P/0.1047*n=Ei/Ω=Ei/0.1047*n 。

本发明的优点与效果是：

永磁无刷直流电动机具有体积小、重量轻、效率高的特点，非常适合安装在电动车半轴上。

附图说明

图1为电机特性曲线图；

        图2为本发明电机及控制采用三相绕组星形连接图；

        图3为在不考虑绕组电感的情况下，一个状态下的基本电路图；

        图4为电动车实施例示意图之一；

图5为电动车实施例示意图之二；

图6为图5的俯视图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

永磁无刷直流电机转矩（功率）密度理论上是（永磁同步电机）的1.41倍，永磁电机中，最主要的损耗是定子的铜损耗，铁心的涡流和磁滞损耗，转子损耗假设忽略不计，对于给定相同的机壳，有低损耗的电动机将有高的功率密度。

假设，永磁同步电机和永磁无刷电机的定子铁心的涡流和磁滞损耗是相同的，功率密度的比较取决于铜损耗。

永磁同步电机中，他的电流是正弦波，绕组的铜损是由电流的基波决定的，设永磁同步电机的相电流幅值为                                                ；电流的有效值为；那么，三相绕组铜耗是     3（）²×R  

 R为相电阻