一種雙邊磁路的電動輪轂的制作方法
【專利摘要】一種雙邊磁路的電動輪轂，由輪轂、軸、兩套轉子極、兩套定子極、兩套電樞繞組、定子鐵心、永磁體、輪轂蓋和軸承組成。輪轂蓋和輪轂可繞軸旋轉，從而帶動車輪旋轉。定子鐵心固定在軸的中間，定子鐵心的軸向兩側分別是固定在輪轂上的兩套轉子極。定子鐵心朝向轉子極的端面有扇形凸出的定子極。每個定子極上都繞有電樞繞組。每三個定子極之間的定子鐵心上有一個隔磁槽，兩個隔磁槽的槽底部之間有一個徑向充磁的永磁體。本發明的技術實現了永磁體和電樞繞組皆位于定子上的電動輪轂設計，轉子結構簡單、工作可靠；電機兩個端面皆有一層氣隙，且定轉子之間接觸面大，因此電機比功率高。
【專利說明】
一種雙邊磁路的電動輪轂
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種雙邊磁路的電動輪轂，屬于電動車技術領域。
【背景技術】
[0002]近年來，電動車作為一種環保、節能的交通工具已經逐漸被廣大消費者所接受，無論在國內還是國外，電動車在世界范圍內的銷量也在逐年增加。
[0003]電動輪轂將電機和傳動裝置都整合到輪轂內，可以將電動車的傳動部分大大簡化，這是輪轂電機的第一個優點。輪轂電機的第二個優點是可以實現汽車靈活多樣的設計，輪轂電機具備單個車輪獨立驅動的特性，因此無論是前驅、后驅，還是四驅形式，它都可以比較輕松地實現，全時四驅在電動輪轂驅動的車輛上實現起來非常容易。鑒于上述分析，研發一種高轉矩、高功率密度電動輪轂非常有必要。
[0004]在相近的專利中，授權號為201010190582.6的發明專利申請:電動自行車輪轂，提出了一種用外定子內轉子結構的電動輪轂，該電動輪轂的定子固定在輪轂外殼內壁上并可隨輪轂外殼一同旋轉，轉子與行星輪減速機構相連。
[0005]專利號為201110182371.2的授權發明專利:一種電動輪轂，提出了一種包括同軸線設置的電機和組合結構的輪轂、主要用于支撐電機和輪轂的同軸線設置且相互固定的第一半軸和第二半軸、用于將電機動力傳遞給輪轂的齒輪傳動系統的電動輪轂。該齒輪傳動系統設有兩擋位電控換擋裝置，結構較為復雜。采用盤式結構的電機目前也有一些研究成果，比較典型的有東南大學獲得授權的專利:一種雙定子盤式混合勵磁電機，專利號:201310301385.0，提出了一種包括12個U形定子鐵心的盤式混合勵磁電機，該U形定子鐵心和永磁體(6 )交替放置構成定子圓盤，永磁體沿圓周方向交替充磁。
[0006]目前
【申請人】尚未檢索到有關使用具有盤式結構的雙邊磁路的輪轂電機的報道。
[0007]本發明的技術實現了永磁體和電樞繞組皆位于定子上的電動輪轂設計，轉子結構簡單、工作可靠;盤式電機可有效利用輪轂直徑大、軸向長度短的特點，提高輪轂電機的功率;電機兩個端面皆有一層氣隙，利用一套永磁體實現了雙邊磁路的勵磁，且定轉子之間接觸面大，因此電機比功率高。

【發明內容】

[0008]為了發明一種具有盤式結構的雙邊磁路的輪轂電機，實現可靠地高功率密度的驅動，本發明采用如下技術方案:
一種雙邊磁路的電動輪轂，其特征在于:
由輪轂(I)、軸(12)、第一轉子極(2)、第一定子極(3)、第一電樞繞組(4)、定子鐵心(5)、永磁體(6)、第二定子極(7)、第二電樞繞組(8)、第二轉子極(9)、輪轂蓋(10)和軸承(11)組成；
輪轂蓋(10)固定在輪轂(I)的端口上，輪轂蓋(10)和輪轂(I)的中心孔分別固定一個軸承(11)，輪轂蓋(10)和輪轂(I)可繞軸(12)旋轉，從而帶動車輪旋轉； 呈圓盤式的定子鐵心(5)固定在軸(12)的中間，定子鐵心(5)的軸向的兩側分別是固定在輪轂(I)上的第一轉子極(2)和固定在輪轂蓋(1)上的第二轉子極(9);
定子鐵心(5)朝向第一轉子極(2)的一面有扇環形凸出的第一定子極(3)，每個第一定子極(3)上都繞有一個第一電樞繞組(4);定子鐵心(5)朝向第二轉子極(9)的一面有扇環形凸出的第二定子極(7)，每個第二定子極(7)上都繞有一個第二電樞繞組(8);第一電樞繞組
(4)和第二電樞繞組(8)皆為集中式繞組；
每三個第一定子極(3)之間的定子鐵心(5)上有一個沿徑向分布的隔磁槽，兩個隔磁槽的槽底部之間有一個永磁體(6)，永磁體(6)平行于軸(12)且沿定子鐵心(5)的徑向充磁，相鄰永磁體(6)的充磁方向相反；
兩個隔磁槽之間的第一定子極(3)上的三個第一電樞繞組(4)繞向相同；兩個隔磁槽之間的第二定子極(7)上的三個第二電樞繞組(8)繞向相同；一個隔磁槽兩邊的第一定子極
(3)上的第一電樞繞組(4)繞向相反;一個隔磁槽兩邊的第二定子極(7)上的第二電樞繞組
[8]繞向相反。
[0009]如上所述的一種雙邊磁路的電動輪轂，其特征在于:輪轂(I)、第一轉子極(2)、第一定子極(3)、定子鐵心(5)、第二定子極(7)、第二轉子極(9)和輪轂蓋(10)皆為無取向導磁材料。
[0010]如上所述的一種雙邊磁路的電動輪轂，其特征在于:第一轉子極(2)和第二轉子極
(9)的極數相等;第一定子極(3)和第二定子極(7)在圓周方向上對齊;設相鄰兩個轉子極之間的角度為轉子極距角，第一轉子極(2)和第二轉子極(9)在圓周方向上相差半個轉子極距角。
[0011]本發明的有益效果如下:
⑴永磁體和電樞繞組皆位于定子上的電動輪轂設計，轉子結構簡單、工作可靠；
⑵電機兩個端面皆有一層氣隙，利用一套永磁體實現了雙邊磁路的勵磁，且定轉子之間接觸面大，因此電機比功率高；⑶電樞繞組與勵磁繞組都采用集中繞組，端部較短，銅耗較小；
⑷盤式電機軸向長度小，大大減小了電機體積，使得整個輪轂結構更加緊湊，方便在輪轂外殼上加裝電機控制器。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明一種雙邊磁路的電動輪轂的縱剖圖。其中:1、輪轂，2、第一轉子極，3、第一定子極，4、第一電樞繞組，5、定子鐵心，6、永磁體，7、第二定子極，8、第二電樞繞組，9、第二轉子極，10、輪轂蓋，11、軸承，12、軸。
[0013]圖2是本發明一種雙邊磁路的電動輪轂定子繞組側視圖，其中:3、第一定子極，4、第一電樞繞組，5、定子鐵心，6、永磁體，12、軸。
[0014]圖3為本發明一種雙邊磁路的電動輪轂轉子極側視圖，其中:1、輪轂，2、第一轉子極，12、軸。
[0015]圖4為本發明一種雙邊磁路的電動輪轂工作原理圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明創造做進一步詳細說明。
[0017]圖1是本發明一種雙邊磁路的電動輪轂的縱剖圖。
[0018]一種雙邊磁路的電動輪轂，其特征在于:
由輪轂(I)、軸(12)、第一轉子極(2)、第一定子極(3)、第一電樞繞組(4)、定子鐵心(5)、永磁體(6)、第二定子極(7)、第二電樞繞組(8)、第二轉子極(9)、輪轂蓋(10)和軸承(11)組成；
輪轂蓋(10)固定在輪轂(I)的端口上，輪轂蓋(10)和輪轂(I)的中心孔分別固定一個軸承(11)，輪轂蓋(10)和輪轂(I)可繞軸(12)旋轉，從而帶動車輪旋轉；
呈圓盤式的定子鐵心(5)固定在軸(12)的中間，定子鐵心(5)的軸向的兩側分別是固定在輪轂(I)上的第一轉子極(2)和固定在輪轂蓋(1)上的第二轉子極(9);
定子鐵心(5)朝向第一轉子極(2)的一面有扇環形凸出的第一定子極(3)，每個第一定子極(3)上都繞有一個第一電樞繞組(4);定子鐵心(5)朝向第二轉子極(9)的一面有扇環形凸出的第二定子極(7)，每個第二定子極(7)上都繞有一個第二電樞繞組(8);第一電樞繞組
(4)和第二電樞繞組(8)皆為集中式繞組。
[0019]如上所述的一種雙邊磁路的電動輪轂，其特征在于:輪轂(I)、第一轉子極(2)、第一定子極(3)、定子鐵心(5)、第二定子極(7)、第二轉子極(9)和輪轂蓋(10)皆為無取向導磁材料。
[0020]圖2是本發明一種雙邊磁路的電動輪轂定子繞組側視圖。
[0021]每三個第一定子極(3)之間的定子鐵心(5)上有一個沿徑向分布的隔磁槽，兩個隔磁槽的槽底部之間有一個永磁體(6)，永磁體(6)平行于軸(I2)且沿定子鐵心(5)的徑向充磁，相鄰永磁體(6)的充磁方向相反。
[0022]兩個隔磁槽之間的第一定子極(3)上的三個第一電樞繞組(4)繞向相同；兩個隔磁槽之間的第二定子極(7)上的三個第二電樞繞組(8)繞向相同；一個隔磁槽兩邊的第一定子極(3)上的第一電樞繞組(4)繞向相反;一個隔磁槽兩邊的第二定子極(7)上的第二電樞繞組(8)繞向相反。
[0023]圖3為本發明一種雙邊磁路的電動輪轂轉子極側視圖。
[0024]第一轉子極(2)和第二轉子極(9)的極數相等;第一定子極(3)和第二定子極(7)在圓周方向上對齊;設相鄰兩個轉子極之間的角度為轉子極距角，第一轉子極(2)和第二轉子極(9)在圓周方向上相差半個轉子極距角。
[0025]圖4為本發明一種雙邊磁路的電動輪轂工作原理圖。
[0026]下面對本發明提出的一種雙邊磁路的電動輪轂進行工作原理的說明。
[0027]輪轂圓周外側固定有輪胎。輪轂蓋和輪轂的端口上形成一個扁平圓柱體，中心孔分別固定一個軸承，輪轂蓋和輪轂可繞軸旋轉，從而帶動輪胎旋轉，驅動電動車。
[0028]本電動輪轂是基于磁阻電機工作原理來進行工作的。
[0029]當轉子極與其中一相定子極完全重疊時，該相定子極上的電樞繞組的匝鏈的磁阻最小、磁鏈最大，該相電樞繞組的自感也最大。當轉子極與一相定子極完全脫離時，該極電樞繞組的磁阻最大、磁鏈最小，該相電樞繞組的自感也最小。
[0030]利用三相橋式變換器給所述雙邊磁路的電動輪轂的三相繞組供電。
[0031]將該雙邊磁路的電動輪轂作為電動機，給自感上升的一相繞組通以正向電流，則該繞組可以產生正的轉矩;給自感下降的一相繞組通以正向電流，則該繞組可以產生負的轉矩。
[0032]所述一種雙邊磁路的電動輪轂也可以作為發電機運行回收車輛的制動能量。
【主權項】
1.一種雙邊磁路的電動輪轂，其特征在于: 由輪轂(I)、軸(12)、第一轉子極(2)、第一定子極(3)、第一電樞繞組(4)、定子鐵心(5)、永磁體(6)、第二定子極(7)、第二電樞繞組(8)、第二轉子極(9)、輪轂蓋(10)和軸承(11)組成； 輪轂蓋(10)固定在輪轂(I)的端口上，輪轂蓋(10)和輪轂(I)的中心孔分別固定一個軸承(11)，輪轂蓋(10)和輪轂(I)可繞軸(12)旋轉，從而帶動車輪旋轉； 呈圓盤式的定子鐵心(5)固定在軸(12)的中間，定子鐵心(5)的軸向的兩側分別是固定在輪轂(I)上的第一轉子極(2)和固定在輪轂蓋(1)上的第二轉子極(9); 定子鐵心(5)朝向第一轉子極(2)的一面有扇環形凸出的第一定子極(3)，每個第一定子極(3)上都繞有一個第一電樞繞組(4);定子鐵心(5)朝向第二轉子極(9)的一面有扇環形凸出的第二定子極(7)，每個第二定子極(7)上都繞有一個第二電樞繞組(8);第一電樞繞組(4)和第二電樞繞組(8)皆為集中式繞組； 每三個第一定子極(3)之間的定子鐵心(5)上有一個沿徑向分布的隔磁槽，兩個隔磁槽的槽底部之間有一個永磁體(6)，永磁體(6)平行于軸(12)且沿定子鐵心(5)的徑向充磁，相鄰永磁體(6)的充磁方向相反； 兩個隔磁槽之間的第一定子極(3)上的三個第一電樞繞組(4)繞向相同；兩個隔磁槽之間的第二定子極(7)上的三個第二電樞繞組(8)繞向相同；一個隔磁槽兩邊的第一定子極(3)上的第一電樞繞組(4)繞向相反;一個隔磁槽兩邊的第二定子極(7)上的第二電樞繞組(8)繞向相反。2.如權利要求1所述的一種雙邊磁路的電動輪轂，其特征在于:輪轂(I)、第一轉子極(2)、第一定子極(3)、定子鐵心(5)、第二定子極(7)、第二轉子極(9)和輪轂蓋(10)皆為無取向導磁材料。3.如權利要求1所述的一種雙邊磁路的電動輪轂，其特征在于:第一轉子極(2)和第二轉子極(9)的極數相等;第一定子極(3)和第二定子極(7)在圓周方向上對齊;設相鄰兩個轉子極之間的角度為轉子極距角，第一轉子極(2)和第二轉子極(9)在圓周方向上相差半個轉子極距角。
【文檔編號】H02K21/04GK105914982SQ201610256116
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】史立偉, 葛文慶, 郭盈志, 鞏合聰, 馬超, 張學義
【申請人】山東理工大學