[实用新型]一种高转矩密度轮毂电机的定转子结构

说明书

本实用新型公开了一种高转矩密度轮毂电机的定转子结构，包括定子以及设于定子外侧的转子，所述转子的外端面与轮毂固定，转子的内端面与定子之间设有气隙；所述的定子包括定子齿和定子槽，定子槽的底部设有定子绕组；每个定子齿的外端部均设有至少两个调制齿，调制齿之间构成齿部大槽；调制齿的总数为定子槽数的整数倍，所述的调制齿上设有径向朝外的齿部小槽；所述的转子由若干个分块的导磁铁芯组成，相邻的导磁铁芯之间设置有永磁体，所述的永磁体采用SPOKE结构，永磁体的充磁方向为周向充磁，相邻两块永磁体的充磁方向相反。利用本实用新型，能够在不增加电机的体积和槽数的条件下，实现低速大转矩的目的。

技术领域

本实用新型属于电机设备技术领域，尤其是涉及一种高转矩密度轮毂电机的定转子结构。

背景技术

随着电机技术的发展，对电机的输出能力有更高的要求，要求电机在低速时有更高的转矩输出能力，且转矩脉动要求小，控制精度要求高。电动车作为新时代的代步工具，其廉价、便捷、环保、易操作等特点已越来越受到广大消费者的青睐。电动车的核心部件是轮毂电机，轮毂电机的性能决定了电动车的正常行驶和爬坡性能。

随着电动车的发展和普及，原来只在城市销售和使用的电动车也逐推广到乡村，但由于乡村多山，道路坡陡路况差，城市用的常规电动车直接应用到乡村会出现动力不足，爬坡无力、烧线圈、烧霍尔、结构失效等现象，电动机失效率陡然上升，严重影响电动车在乡村的使用和推广。如果通过增大轮毂的尺寸，导致成本上升和车型改变。特别是，针对轮胎尺寸为11寸的电动自行车，增大轮毂的尺寸，与轮毂配套使用的轮胎的尺寸也必然需要增大，导致现有的轮胎无法使用，甚至可能需要改变车型，进而增加了电动车的成本。

公开号为CN 111082627 A的中国专利文献公开了一种轮毂电机，包括单转子、单定子、轴承、端盖等。该发明转子磁钢采用SPOKE结构，磁钢外周为非导磁材料的圆环；圆环的内侧周向方向固定设置导磁材料制作的柱状体，相邻的柱状体之间设置永磁体。该发明可以减少磁钢漏磁，提高电机效率，提高电动车的续航里程，但是电机转矩密度不够高，不能满足市场上电动车高转矩输出能力的需求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种高转矩密度轮毂电机的定转子结构，能够在不增加电机的体积和槽数的条件下，实现低速大转矩的目的。

一种高转矩密度轮毂电机的定转子结构，包括定子以及设于定子外侧的转子，所述转子的外端面与轮毂固定，转子的内端面与定子之间设有气隙；

所述的定子包括定子齿和定子槽，定子槽的底部设有定子绕组；每个定子齿的外端部均设有至少两个调制齿，调制齿之间构成齿部大槽；调制齿的总数为定子槽数的整数倍，所述的调制齿上设有径向朝外的齿部小槽；

所述的转子由若干个分块的导磁铁芯组成，相邻的导磁铁芯之间设置有永磁体，所述的永磁体采用SPOKE结构，永磁体的充磁方向为周向充磁，相邻两块永磁体的充磁方向相反。

本发明在不改变叠长、不改变电机外径的情况下，设计了特殊的定转子结构，在传统的永磁电机定子齿上引入了调制极结构，利用特殊的游标效应，调制低极对数高转速的定子电枢绕组磁场，以获得可以与高极对数低转速的永磁体磁场相匹配且作用的谐波磁场分量。这种方式能够在不增加电机的体积和槽数的条件下，实现低速大转矩的目的。

优选地，每个分块的导磁铁芯外端面设有燕尾槽，所述的转子通过燕尾槽与轮毂内侧设置的燕尾块配合固定。导磁铁芯外周直接和非导磁的轮辋固定连接，减少了漏磁，充分利用了电机内部空间，提高了电机气隙磁密，进一步提升了电机转矩密度和功率密度。

优选地，永磁体的极对数Pr、调制齿的数量Zm以及定子绕组的极对数Ps遵循以下关系：Pr＝Zm±Ps。

优选地，每个定子齿的外端部均设有两个调制齿，所述的调制齿上在居中位置设有一个齿部小槽，或者均布多个齿部小槽。该设置使气隙磁密正弦度更高，电机齿槽转矩小；充分利用磁场谐波，进一步提升电机转矩。