一種電動車用低成本永磁無刷直流電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動車用低成本永磁無刷直流電機(jī)，屬于特種電機(jī)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，無刷直流電機(jī)在是用半導(dǎo)體逆變器取代一般直流電動機(jī)中的機(jī)械換向器，沒有換向器，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，沒有火花，電磁噪聲低，在電動車上具有廣泛的應(yīng)用。無刷直流電機(jī)定子繞組多做成三相對稱星形接法，其反電勢多為方波，因此可用直流經(jīng)過逆變器換相后驅(qū)動。
[0003]目前在電動自行車和其它低速電動車上應(yīng)用最廣泛的電機(jī)為46極51槽電機(jī)，該電機(jī)為集中分?jǐn)?shù)槽繞組，極數(shù)多，兩個極之間的漏磁較為嚴(yán)重。
[0004]另外，傳統(tǒng)的8極24槽的永磁同步電機(jī)在伺服系統(tǒng)上也有廣泛的應(yīng)用。由于一個極對應(yīng)三個槽，因此每個線圈繞在三個齒上，每個齒外側(cè)有三個線圈，線圈之間在徑向上有重疊，因此槽滿率難以提高。而且這種整數(shù)槽繞組的電機(jī)還存在著齒槽轉(zhuǎn)矩大等缺點(diǎn)。
[0005]目前，也有數(shù)項專利公開了可以應(yīng)用于電動車的永磁無刷直流電機(jī)。例如，授權(quán)的中國發(fā)明專利:船用無刷三相同步發(fā)電機(jī)分?jǐn)?shù)槽繞組ZL200910115721.6，公開了一種船用無刷三相同步發(fā)電機(jī)分?jǐn)?shù)槽繞組，其特征是將定子槽數(shù)108槽、極數(shù)8極、相數(shù)3相，并聯(lián)支路數(shù)為4，線圈節(jié)距為11 ;授權(quán)的中國發(fā)明專利:低速大轉(zhuǎn)矩永磁無刷電機(jī)的分?jǐn)?shù)槽繞組ZL200510093634.7，涉及了磁極數(shù)P與鐵芯槽數(shù)Z及相數(shù)M和分布數(shù)Q滿足如下條件永磁無刷電機(jī):I)當(dāng)分布數(shù)Q為奇數(shù)時，鐵芯槽數(shù)2 = 0父1^1(，磁極數(shù)？ = 2±1(;其中1(為自然數(shù)；2)當(dāng)分布數(shù)Q為偶數(shù)時，鐵芯槽數(shù)Z = QXMXK，磁極數(shù)P = Z±2K;其中K為自然數(shù)。
[0006]隨著我國稀土資源的過量開采和稀土永磁體需求量的逐年增加，稀土永磁材料的價格也越來越貴，甚至占到了一臺電動車電機(jī)的40%。因此，減少稀土永磁材料的使用量可以大幅度的降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。本發(fā)明的技術(shù)在磁極結(jié)構(gòu)、定轉(zhuǎn)子匹配等方面具有優(yōu)化的新型電磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了發(fā)明一種電動車用低成本永磁無刷直流電機(jī)，降低電機(jī)永磁材料的用量，提高電機(jī)的效率和性價比，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
包括定子鐵心、定子繞組、軸、轉(zhuǎn)子鐵心、永磁磁鋼和假極，其中凸形軟鐵制成的假極和永磁磁鋼間隔排列粘結(jié)在轉(zhuǎn)子鐵心上，一個假極和一個永磁磁鋼組成一對極，所有的永磁磁鋼產(chǎn)生的磁場方向一致，都朝向轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)或都朝向轉(zhuǎn)子外側(cè)，永磁磁鋼弧長約占一對極的弧長的0.4倍；
所述假極貼在轉(zhuǎn)子鐵心的一側(cè)弧長為一對極的弧長與永磁磁鋼弧長之差，假極靠近定子鐵心的一側(cè)弧長與永磁磁鋼相等，即呈“凸”形的假極凸出部分弧長也約占一對極的弧長的0.4倍，所述假極是軸對稱的，中間凸出部分的厚度與永磁磁鋼相等，兩側(cè)較薄的部分的厚度小于永磁磁鋼厚度的0.4倍；
所述轉(zhuǎn)子鐵心固定在電動車輪轂上，可以繞軸旋轉(zhuǎn)；所述定子鐵心固定在軸上。
[0008]如上所述的一種電動車用低成本永磁無刷直流電機(jī)，由較厚部分過渡到較薄部分的倒角可以為圓弧倒角，也可以為直角倒角，還可以為無倒角的臺階。
[0009]如上所述的一種電動車用低成本永磁無刷直流電機(jī)，其轉(zhuǎn)子極數(shù)為16極，定子槽數(shù)為30槽，每個電樞線圈跨兩個定子齒繞制；A相繞組從第I槽開始繞入，連續(xù)繞5個線圈后從第11槽繞出，再從第16槽開始繞入，連續(xù)繞5個線圈后從第26槽繞出；B相繞組從第6槽開始繞入，連續(xù)繞5個線圈后從第16槽繞出，再從第21槽開始繞入，連續(xù)繞5個線圈后從第I槽繞出；c相繞組從第11槽開始繞入，連續(xù)繞5個線圈后從第21槽繞出，再從第26槽開始繞入，連續(xù)繞5個線圈后從第6槽繞出。
[0010]本發(fā)明的有益效果如下:
⑴雖然扭矩減少10%，但磁鋼用量減少40%，成本降低約17% ；
⑵與傳統(tǒng)的電動自行車電機(jī)相比，極數(shù)少，極間漏磁少；
⑶與傳統(tǒng)的整數(shù)槽電機(jī)相比，繞組重疊少，槽滿率高；
⑷與傳統(tǒng)的少極數(shù)的分?jǐn)?shù)槽繞組電機(jī)相比，繞組的分布因數(shù)大。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明一種電動車用低成本永磁無刷直流電機(jī)橫向剖視圖。其中:1、永磁磁鋼，2、假極，3、轉(zhuǎn)子鐵心；4、定子鐵心，5、定子繞組，6、軸。
[0012]圖2是本發(fā)明一種電動車用低成本永磁無刷直流電機(jī)的無倒角的臺階結(jié)構(gòu)的假極和永磁磁鋼。
[0013]圖3為本發(fā)明一種電動車用低成本永磁無刷直流電機(jī)圓弧倒角的假極和永磁磁鋼。
[0014]圖4為本發(fā)明一種電動車用低成本永磁無刷直流電機(jī)直角倒角的假極和永磁磁鋼。
[0015]圖5為本發(fā)明一種電動車用低成本永磁無刷直流電機(jī)三相反電勢仿真圖。
[0016]圖6為本發(fā)明一種電動車用低成本永磁無刷直流電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩仿真圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018]圖1所示本發(fā)明一種電動車用低成本永磁無刷直流電機(jī)橫向剖視圖，包括定子鐵心、定子繞組、軸、轉(zhuǎn)子鐵心、永磁磁鋼和假極，其中凸形軟鐵制成的假極和永磁磁鋼間隔排列粘結(jié)在轉(zhuǎn)子鐵心上組成一對極，所有的永磁磁鋼產(chǎn)生的磁場方向一致，都朝向轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)或都朝向轉(zhuǎn)子外側(cè)，永磁磁鋼弧長約占一對極的弧長的0.4倍；所述假極貼在轉(zhuǎn)子鐵心的一側(cè)弧長為一對極的弧長與永磁磁鋼弧長之差，假極靠近定子鐵心的一側(cè)弧長與永磁磁鋼相等，即呈“凸”形的假極凸出部分弧長也約占一對極的弧長的0.4倍，假極凸出部分的厚度與永磁磁鋼相等；所述假極是軸對稱的，其兩側(cè)較薄的部分小于永磁磁鋼厚度的0.4倍。
[0019]所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子極數(shù)為16極，定子槽數(shù)為30槽，每個電樞線圈跨兩個定子齒繞制；A相繞組從