[发明专利]磁浮式轮毂电机

说明书

本发明公开了磁浮式轮毂电机，包括电机动子外壳、端面永磁体阵列、侧面永磁体阵列、侧面三相线圈阵列、端面三相线圈阵列、电机定子轴和霍尔传感器，所述电机动子外壳一端面内壁均匀固定连接有端面永磁体阵列，所述电机动子外壳内侧面一周固定连接有侧面永磁体阵列，所述端面永磁体阵列与侧面永磁体阵列之间设置有电机定子轴；本发明能够实现六自由度运动，可以对电机动子位置进行更加灵活的调节；电磁场转速和动子转速保持一致，故电机的转速稳定，使该电机具有良好的运动精度；此外，由于本磁浮式轮毂电机在运动过程中，定子和动子没有直接接触，无摩擦力，因此不存在摩擦引起的能量损耗。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体为磁浮式轮毂电机。

背景技术

轮毂电机的最大特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，因此将电动车辆的机械部分大大简化。轮毂电机省略了大量的传动部件，让车辆结构更简单，采用轮毂电机驱动的车辆可以获得更高的空间利用率，同时传动效率也得到提高。轮毂电机可实现多种复杂的驱动方式，可以通过左右车轮的不同转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向，大大减小车辆的转弯半径。

现有技术中传统的轮毂电机无法实现磁悬浮功能，在运动过程中有摩擦能量损耗。传统的轮毂电机只能实现绕轴转动，只实现了一个自由度的运动，不能实现多自由度的运动，难以满足特定情况下的性能要求。对于需要实现多自由度运动的场合下，传统的轮毂电机显然无法满足要求。此外，传统的轮毂电机定位精度低，难以实现高精度的定位功能。

发明内容

本发明的目的在于提供磁浮式轮毂电机，以解决上述背景技术中提出的传统轮毂电机存在的摩擦能量损耗、单自由度运动、定位精度低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：磁浮式轮毂电机，包括电机动子外壳、端面永磁体阵列、侧面永磁体阵列、侧面三相线圈阵列、端面三相线圈阵列、电机定子轴和霍尔传感器，所述电机动子外壳一端面内壁均匀固定连接有端面永磁体阵列，所述电机动子外壳内侧面一周固定连接有侧面永磁体阵列，所述端面永磁体阵列与侧面永磁体阵列之间设置有电机定子轴，所述电机定子轴靠近端面永磁体阵列一端沿圆周方向阵列设置有端面三相线圈阵列，所述电机定子轴侧面一周阵列设置有侧面三相线圈阵列，所述电机定子轴侧面以及端面位于所述侧面三相线圈阵列的内部固定连接有霍尔传感器，所述电机定子轴侧面以及端面位于所述端面三相线圈阵列的内部固定连接有霍尔传感器，所述霍尔传感器与电机控制器电性连接。

其中，所述端面永磁体阵列包含磁化方向为轴向的第一永磁体和磁化方向为轴向的第二永磁体，所述磁化方向为轴向的第一永磁体和所述磁化方向为轴向的第二永磁体的磁化方向相反，所述端面永磁体阵列按“磁化方向为轴向的第一永磁体、磁化方向为轴向的第二永磁体、磁化方向为轴向的第一永磁体、磁化方向为轴向的第二永磁体”顺序周期重复排列。

其中，所述端面永磁体阵列还包含磁化方向为环向的第一永磁体和磁化方向为环向的第二永磁体，所述端面永磁体阵列按“磁化方向为轴向的第一永磁体、磁化方向为环向的第一永磁体、磁化方向为轴向的第二永磁体、磁化方向为环向的第二永磁体”顺序周期重复排列。

其中，所述侧面永磁体阵列包含磁化方向为径向的第一永磁体和磁化方向为径向的第二永磁体，所述磁化方向为径向的第一永磁体和所述磁化方向为径向的第二永磁体的磁化方向相反，所述侧面永磁体阵列按“磁化方向为径向的第一永磁体、磁化方向为径向的第二永磁体、磁化方向为径向的第一永磁体、磁化方向为径向的第二永磁体”顺序周期排列。

其中，所述侧面永磁体阵列还包含磁化方向为环向的第三永磁体和磁化方向为环向的第四永磁体，所述侧面永磁体阵列按“磁化方向为径向的第一永磁体、磁化方向为环向的第三永磁体、磁化方向为径向的第二永磁体、磁化方向为环向的第四永磁体”顺序周期重复排列。

其中，所述侧面三相线圈阵列有四个线圈子阵列，所述侧面三相线圈阵列的每个线圈子阵列由3×n个线圈组成，所述n为正整数。