[实用新型]轮壳式永磁直流电机

说明书

本实用新型是一种轮壳式永磁直流电机，主要应用于城市电动自行车的制造，属电类电机技术领域。

随着社会经济的日益发展，国家对环境保护事业越来越重视，解决城市机动车辆的废气、噪声双污染问题已经提到人们的议事日程。80年代曾经兴起城市电动自行车热，由于电机及电瓶设计上存在一些缺陷而未能得到广泛应用。目前市场上已有的轮壳直流电机，从其结构来说有直流无刷类，分光电控制、霍尔传感、变频控制，它们都有共同的缺陷，即起动力矩小、效率低而成本高；而直流有刷盘形电机是带有齿轮减速传动机构的轮壳电机，其效率比较低，散热性能差，由于电机高速转动使电刷磨损较大。

本实用新型的发明目的在于针对市场对电动自行车的需求以及现有技术应用的缺陷，设计一种适用于自行车制造的轮壳式永磁直流电机，使其不仅结构简单体积小，还具有力矩大，寿命长的优点，能够替代现有燃气助动车以保护环境。

为实现这样的发明目的，本实用新型采用外壳旋转式结构设计，转子包括铁芯、电枢绕组、换向器、左右两端盖以及轴承。铁芯固定在机壳内壁，铁芯槽内嵌有电枢绕组，换向器固定在电机的一个端盖内，可以是在左端盖内，也可以是在右端盖内，左右两端盖与机壳用螺栓固定。定子由轴、永磁体、软磁环、电刷、刷握架组成，瓦形永磁铁粘结于软磁环上，软磁环固定在刷握架上，刷握架用键固定在轴上，电刷安装在刷握架内，与换向器为轴向接触。转子与定子的连接采用滚动轴承，电源接线从定子轴的中孔引出。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中可见，转子中电机铁芯6固定在机壳7的内壁，铁芯槽内嵌有电枢绕组5，换向器4固定在电机左端盖3内，左端盖3和右端盖10与机壳7用螺栓固定。定子中，瓦形永磁体8粘结于软磁环9上，软磁环9固定在刷握架12上，刷握架12用键13固定在轴1上，电刷11安装在刷握架12内，与换向器4成轴向接触，转子通过滚动轴承2和14与定子连接，电源接线从定子轴1的中孔引出。

本实用新型结构简单，由于采用了外壳旋转式结构，电枢、铁芯直接安装在电机外壳上，有利于电枢绕组散热，提高了电机利用系数及效率；由于采用换向器与电刷为轴向接触，且电刷、刷握架设置在定子中，缩短了轴向长度，达到了与整车配套的轮壳型电机的安装尺寸；采用电子无级调速，不需要任何机械变速或传动机构而直接装在车轮中来驱动车辆行驶，噪声低，寿命长，高效节能，使用方便，易于普及。

在本实用新型的一个实施例中，采用如图1所示的电机结构设计，并采用稀土强磁材料为磁场而使电机的体积很小，其外型尺寸为Φ218*105mm，力矩大，可以零起动，采用无级调速，转速为180转/分，空载电流小，为0.3A，工作电压为36V，过载能力为额定功率的3倍，效率达到80％以上。由于设计的转速低，其电刷的使用寿命大大延长，可达四万小时以上。试验结果表明，本实用新型电机安装在24寸自行车上，用36伏7安时的铅酸电池充足电源后，用22公里的时速行驶29.5公里，没有噪声之感。

本实用新型不仅可以装在普通自行车上，接上蓄电池和电子调速控制器，就立即装成一部电动自行车，同时还能作为电动摩托车、电动微型汽车、风力、水力配套小型发电机以及自动化传动系列等各类配用电机。