一種電動滑板驅動永磁電機的製作方法

2023-10-18 16:20:49 2

本發明涉及一種電動滑板驅動永磁電機，屬於特種電機技術領域。

背景技術：

近年來電動滑板車開始走入市場，成為一種新穎的代步交通工具。它從原來的娛樂工具逐漸發展為人們休閒旅遊的輔助交通工具。與腳踏滑板車相比電動滑板車具有省力，快速，啟動時具有衝浪的感覺，運行時具有滑翔的感覺等優點。要使電動滑板車同時能快速安全運行，對驅動系統的性能要求就很高，由於其所帶的電源有限，對電機的效率也有較高的要求。同時作為一種實用型的交通工具，要求驅動系統能承受震動、耐受惡劣環境、可靠性高。

目前專門針對電動滑板車用電機的專利並不多見，其相關專利主要集中在電動滑板車結構技術上。例發明專利申請：一種電動車驅動輪，專利號：201210061388.7，公開了一種電動車驅動輪，驅動輪上的長徑輪轂電機一端外殼表層覆蓋固定輪胎，另一端安裝軸承，軸承外端包覆固定輪胎。該發明功能主要是在電動滑板車轉向時，實現驅動輪內外兩端的差速，減少輪胎磨損，降低能量消耗。申請號為：201210195709.2的發明專利申請：一種電動滑板車驅動輪機構，公開了一種電動滑板車驅動輪機構，驅動輪內置無刷電機，省略了大量傳動部件，獲得更好的空間利用率，降低了故障率，同時傳動效率也相應提高。

本申請的一種電動滑板驅動永磁電機，在輪轂式驅動電機的相關專利中有發明專利：輪轂電機，專利號：200480021062.5，提出一種輪轂電機，可實現輪轂電機的小徑化、結構緊湊化的同時，可以進行高壓發電。

本發明提出了一種電動滑板電機的技術是定子鐵心有9X個不均布的定子極，不同外轉子鐵心的極弧係數配合不同的控制方法，以及繞組繞制方法與傳統電機有著本質的區別。以上技術使得本發明的一種電動滑板電機具有高效、可靠性高、易於控制的特點。

目前申請人經國內外檢索，尚未檢索到本發明所涉及一種電動滑板電機針對電動滑板用電機的高可靠、易於控制的要求所提出一種新型結構的電機。

技術實現要素：

所要解決的技術問題：提供一種高可靠、易控制的一種電動滑板驅動永磁電機。

為了實現以上功能，本發明採取的技術方案是：

一種電動滑板驅動永磁電機，包括定子鐵心(4)、外轉子鐵心(5)、永磁體(3)、電樞繞組(1)和軸(2)，所述外轉子鐵心(5)直接固定在電動滑板的輪轂上，其特徵在於：

外轉子鐵心(5)有7X個均布的轉子極，定子鐵心(4)有9X個不均布的定子極，其中3X個定子極極弧機械角為25.7/X度，稱為永磁定子極，3X個永磁定子極相差120/X度機械角；

每個永磁定子極極端固定有永磁體(3)，所有永磁體(3)充磁方向相同；

兩個永磁定子極之間有兩個稱為電樞定子極的定子極，電樞定子極的極弧機械角為17.1/X度；

電樞定子極與相鄰的永磁定子極之間有電樞槽，所述電樞槽槽口的機械角為21.5/X度；

每個電樞定子極上都繞有電樞繞組(1)，所有電樞繞組(1)繞向相同。

如上所述的一種電動滑板驅動永磁電機，假設兩個相鄰的電樞定子極之間的槽稱為隔磁槽，其特徵在於：隔磁槽的槽深大於電樞槽的槽深。

如上所述的一種電動滑板驅動永磁電機，其特徵在於：所述外轉子鐵心(5)的極弧係數等於0.5，所述電機使用三相六拍控制方法進行控制。

如上所述的一種電動滑板驅動永磁電機，其特徵在於：所述外轉子鐵心(5)的極弧係數等於0.333，所述電機使用三相三拍控制方法進行控制。

如上所述的一種電動滑板驅動永磁電機，其特徵在於：沿圓周方向上第1個、第4個、第6+1個、第6+4個、第12+1個、第12+4個、……（以此類推）線圈串聯組成A相繞組；第2個、第5個、第6+2個、第6+5個、第12+2個、第12+5個、……（以此類推）線圈串聯組成B相繞組；第3個、第6個、第6+3個、第6+6個、第12+3個、第12+6個、……（以此類推）線圈串聯組成C相繞組。

本發明的有益效果是：

1電機繞組皆為集中式繞組，內阻小，效率高；

2輪轂電機與電動滑板驅動電機技術相結合，可以直接驅動電動滑板運行，提高了效率；

3轉子為凸極結構，無勵磁繞組或永磁體，工作可靠；

4總的磁鏈較短，定子鐵心磁阻小，鐵耗少；矽鋼片用量少、電機重量輕。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明一種電動滑板驅動永磁電機第1實施例橫向剖視結構示意圖。其中，1、電樞繞組，2、軸，3、永磁體，4、定子鐵心，5、外轉子鐵心。

圖2是本發明一種電動滑板驅動永磁電機第2實施例橫向剖視結構示意圖。1、電樞繞組，2、軸，3、永磁體，4、定子鐵心，5、外轉子鐵心。

圖3是本發明一種電動滑板驅動永磁電機定轉子極弧係數示意圖。

圖4是本發明永磁電機轉子極弧係數等於0.333時三相電感及三相三拍原理圖。

圖5是本發明永磁電機轉子極弧係數等於0.5時三相電感及三相六拍原理圖。

具體實施方式

本發明提供一種電動滑板驅動永磁電機，為使本發明的技術方案及效果更加清楚、明確，以及參照附圖並舉實例對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

圖1是本發明一種電動滑板驅動永磁電機第1實施例橫向剖視結構示意圖。如圖所示本實施例X=1，一種電動滑板驅動永磁電機是由定子鐵心(4)、外轉子鐵心(5)、永磁體(3)、電樞繞組(1)和軸(2)組成。外轉子鐵心(5)直接固定在電動滑板的輪轂上，外轉子鐵心(5)上有7個均布的轉子極，定子鐵心(4)上有9個不均布的定子極，稱為永磁定子極，三個永磁定子極相差120度機械角。在每個永磁定子極極端固定有永磁體(3)，所有永磁體(3)充磁方向相同；兩個永磁定子極之間有兩個稱為電樞定子極的定子極。每個電樞定子極上都繞有電樞繞組(1)，所有電樞繞組(1)繞向相同。

由於此實施例中X=1，因此沿圓周方向上第1個、第4個線圈串聯組成A相繞組；第2個、第5個線圈串聯組成B相繞組；第3個、第6個線圈串聯組成C相繞組。

一種電動滑板驅動永磁電機第1實施例的外轉子鐵心(5)的極弧係數等於0.5，該電機使用三相六拍控制方法進行控制。

圖2是本發明一種電動滑板驅動永磁電機第2實施例橫向剖視結構示意圖。如圖所示，該電機外轉子鐵心(5)的極弧係數等於0.333，使用三相三拍控制方法進行控制。

圖3是本發明一種電動滑板驅動永磁電機定轉子極弧係數示意圖。如圖所示，定子鐵心(4)有9個不均布的定子極，其中三個定子極極弧機械角為25.7度，稱為永磁定子極；兩個永磁定子極之間有兩個稱為電樞定子極的定子極，電樞定子極的極弧機械角為17.1度；電樞定子極與相鄰的勵磁定子極之間有電樞槽，所述電樞槽弧長的機械角為21.5度。

圖4是本發明永磁電機轉子極弧係數等於0.333時三相電感及三相三拍原理圖。在三相三拍控制策略中，在電感上升區的繞組通正向電流，電感下降區通反向電流，電感平臺區不通電。

圖5是本發明永磁電機轉子極弧係數等於0.5時三相電感及三相六拍原理圖。三相六拍控制策略在每一個電感周期內都存在六個導通模態。

下面對本發明提出的一種電動滑板驅動永磁電機進行工作原理的說明。

本發明所述的一種電動滑板電機通過永磁定子極極端固定的永磁體來產生磁場，經過氣隙、轉子鐵心、氣隙定子鐵心形成閉合磁路。通過位置傳感器檢測電機轉子位置，將位置信號輸送給控制器後，控制器控制功率變換器的相應開關管，給電感上升的繞組通以正向電流，給電感下降的繞組通以負向電流，電機即可實現對外輸出轉矩。