[发明专利]一种电动车用永磁无刷直流轮毂电机

说明书

技术领域

本发明涉及电动车电机技术领域，具体而言本发明特别涉及一种具有高效率低材损的电动车用永磁无刷直流轮毂电机。

背景技术

电机作为电动车的核心部件之一，电动车电机的性能优劣直接影响电动车的安全性、操作性、可靠性以及使用寿命周期。电机以电磁原理为基础，以定子和转子为核心元件，将电能转换成动能或机械能，主要以电机转速和扭矩的形式输出。

永磁无刷直流电机以永磁材料作为电机固定磁极，通过霍尔元件检测到磁极和齿槽相对位置，将位置信号传输给控制装置，控制装置通过程序编码，确定三相绕组的通断电顺序和同断电时间，使得线圈定子产生一定规律的旋变磁场，形成不平衡的磁场力矩，电机得以产生定向旋转。然而现有的电机受限于内部空间结构，定子与转子配合尺寸关系不合理，影响了电机的能量转换效率和整体的输出性能。因稀土磁极材料具有磁能积较大，抗退磁能力强，耐温高等特性，可以大大减小电机的体积，简化电机内部结构，从而被大部分无刷直流电机采用，但是由于电机磁场的多变性以及要求凸显的电机某些性能要求不同，往往不能完全利用全部磁能，导致磁极材料利用率底，稀土磁极材料稀缺而价格昂贵，造成整体制成成本较高；另一方面，现有的电机定子齿槽结构设计较差，在保证电机输出特性的基础上，存在铜线用量较高、铜损和定子铁损较高、磁极的磁能利用率较低等缺陷。综合各方面，现有的电机内部结构存在电机转换效率低、输出扭矩不足、材料用量大等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于解决上诉不足，提供一种具有高效率低材损的电动车用永磁无刷直流轮毂电机，具有结构合理、内部空间利用率高、电机转换效率高、输出扭矩大、材料用量省、铜损和铁损低及磁能利用率高的特点。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种具有高效率低材损的电动车用永磁无刷直流轮毂电机，包括定子总成与转子总成，所述定子总成包括固定支架及叠装定子钢片，所述叠装定子钢片由若干个硅钢片叠压构成，所述叠装定子钢片包括齿部和齿槽部，所述齿部由齿筋及与所述齿筋一体连接的齿轭构成，所述齿槽部由齿部两两之间形成的半闭口内部空腔构成，单片所述硅钢片可设有自扣槽，所述齿槽部呈半闭口梨形槽结构，所述叠装定子钢片上设有第一霍尔槽、第二霍尔槽及第三霍尔槽，所述第一霍尔槽与所述第二霍尔槽分别位于所述齿筋中线一侧部位上，所述第三霍尔槽位于所述齿槽槽口中线处，所述第三霍尔槽分别与所述第一霍尔槽和第二霍尔槽之间形成的霍尔夹角角度为11°~12°，所述转子总成由位于外围的轮辋、所述轮辋内圆周的导磁环及贴装在所述导磁环内圆周的若干磁钢片构成，所述磁钢片厚度为2.2~2.3mm，所述磁钢片与所述硅钢片之间形成有气隙。

所述固定支架中心部位焊接固定一轴套，所述轴套内过盈连接一电机轴。

所述叠装定子钢片外径为203.3~203.5mm，所述硅钢片为无取向硅钢片，所述齿筋宽度为6.0~7.0mm，所述齿轭高≧4.6mm，所述叠装定子钢片槽肩角为115°~120°，所述齿槽部槽口宽为2.2~2.6mm。

所述叠装定子钢片由若干层单片冲片叠装的硅钢片构成，所述齿槽部槽口宽为2.2~2.3mm。

所述叠装定子钢片由硅钢片冲裁料带卷叠构成，所述齿槽部槽口宽为2.4~2.6mm。

所述齿槽部槽数为48个。

所述第三霍尔槽分别与所述第一霍尔槽和第二霍尔槽之间形成的霍尔机械夹角最佳角度为11°32′，所述第一霍尔槽、第二霍尔槽及第三霍尔槽内分别安装霍尔元件，所述霍尔元件采用PCB霍尔电路板焊接或手焊线构成。

所述磁钢片最佳厚度为2.3mm，若干所述磁钢片呈N-S-N-S循环均匀排布，所述磁钢片个数为52片，所述磁钢片呈长方体结构。

若干所述齿槽部内设有定子绕组，所述定子绕组为双层绕组结构。

所述定子绕组采用分数槽集中绕线结构，以霍尔元件安装面侧面视向的逆时针方向为绕线走线方向，选取圆周绕线走向中所述第三霍尔槽的前3槽为起始进线槽，绕线以起始齿槽逆时针绕齿，以绕组节距=1的方式进行绕线，每相共绕16齿，4齿集中绕线为一组，串联形成一条支路，所述定子绕组以“Y”型结构焊接每相绕组出线端。