專利名稱：一種用于電動車的永磁無刷變速電機的制作方法
技術領域：
一種用于電動車的永磁無刷變速電機技術領域[0001]本實用新型涉及電動車驅動電機，具體的說是一種能夠自動無級變速的電動自 行車和電動摩托車用電機。
背景技術：
[0002]由于永磁無刷電機結構緊湊，體積小功率大效率高，技術成熟，因此小型電動 車，特別是電動助力車幾乎都采用了永磁無刷電機。但這種電機由于使用稀土永磁勵 磁，電機磁通幾乎不可調，等功率可調速比低，對于實際的使用、工況變化范圍需要更 多的功率儲備，這是很不經濟的。[0003]為了改進電動車的性能，業內先后研發過多種機械式變速電機，和繞組可變的 雙速電機或三速電機，均因技術方案不夠完善而未能廣泛運用。[0004]除了增加傳統的機械變速系統外，現有一種電控弱磁技術，參見《永磁電機的 弱磁控制設計》 《微特電機》2009-6期，中圖分類號TM341文獻標識碼A，WENZ 文章編號1004-7018 0009)06-0041-05，但主要用于凸極式永磁同步電機。對于普通永 磁無刷電機弱磁效果不理想。發明內容[0005]本實用新型的目地在于克服現有技術的不足，提供一種機構簡單，工作可靠的 電動車用永磁無刷變速電機。[0006]為實現上述目的，設計一種用于電動車的永磁無刷變速電機，包括永磁體與轉 子，多極繞組定子，其特征在于永磁無刷變速電機設有離心機構和磁通分流機構和減速 器，電機的定子，由繞組4、定子鐵芯5組成，鐵芯5連接到機殼沈上，機殼兩端設有軸 承12和13，電機軸1通過軸承12、13與機殼相連，電機軸中間設置電機的轉子和限速器 28,轉子由永磁體6、轉子鐵芯7、和轉子支架8組成，永磁體位于轉子的表面，電機軸 的一端連接磁通分流器2，與轉子同步旋轉，磁通分流器與轉子之間設有彈簧3 ；轉子的 右端為離心調節機構，電機軸另一端連接推力盤10，推力盤為一錐面圓盤，圓盤內表面 同支架8之間形成若干個徑向分布的鍥型空間，圓盤中間設有離心滾子9，電機軸1、轉 子支架8、離心滾子9和推力盤10構成離心機構。[0007]所述的磁通分流器采用導磁材料制成的圓筒型物體，磁通分流器對移動過來的 轉子磁通進行旁路，分流削弱氣隙中原有穿過繞組的磁通。[0008]所述的離心機構從轉子獲得的速度和離心力轉化為軸向移動轉子磁場的力，轉 子位移量同轉速變化為函數關系。[0009]所述的轉子支架同電機軸以花鍵方式連接，同電機軸同步旋轉，作軸向移動。[0010]所述的限速器觀決定轉子最大位移，限制最高轉速，防止意外飛車。[0011]所述的離心機構是一個斜面滾子推力機構，離心機構工作原理是當滾子隨轉 子繞軸運動時，產生離心力Fu =Rmco2,同時通過斜面將力Fu轉移到軸向形成分力Fz,利用力Fz推動轉子軸向移動，使位置上錯開定子繞組一定距離，使得一部分磁通量 不再通過定子磁路，同定子電流交聯，而是通過磁通分流器回到原處。轉速越高，離 心力愈大，轉子位移愈大，進入磁通分流器部分愈多，磁通分流愈多，進入定子磁通越 少。這樣，“弱磁”就實現了，其結果是功率基本不變，但轉速升高，扭矩下降，直到 扭矩同車輛行駛阻力達成平衡。在整個過程中功率，效率降低緩慢，處于等功率調速特 性。[0012]為了使電機的轉速適應需要。本實用新型在電機后增設了 2級齒輪減速，對電 機的輸出特性進行變換。[0013]本實用新型與現有技術相比，同機械式變檔調節比較，本實用新型是連續無極 的調速，同機械式CVT無極調速(效率60 70% )比效率更高20%以上，同電控弱磁 比，更適合普通隱極式轉子。基本方法是在電機內部增加一個磁通分流機構，來達到弱 磁擴速的目的，實現理想的驅動特性。由于機構簡單，工作可靠，應用前景十分廣闊。
[0014]
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。[0015]圖1為本實用新型的結構示意圖。[0016]圖2為本實用新型與現有技術對比圖。[0017]指定圖1為摘要附圖[0018]1電機軸，2磁通分流器，3彈簧，4繞組，5定子鐵芯，6永磁體，7轉子鐵芯，8轉子支架，9離心滾子，10推力盤，11油封，12、13軸承，14軸連齒，15從動齒，16 軸承，17中間軸，18油封，19軸承，20驅動軸，21傳動箱體，22軸承，23大齒輪，24 小齒輪，25軸承，沈左箱體，27電機蓋，觀限速器。具體實施例[0019]結合附圖對本實用新型做進一步說明，這種裝置的制造技術對本專業的人來說 是非常清楚的。[0020]參見圖1，電機的定子由繞組4，定子鐵芯5組成，定子鐵芯與機殼過盈連接。 機殼包括左箱體沈，電機蓋27。電機軸1通過軸承12、13與機殼相連，軸上連接電機 轉子支架8、磁通分流器2、推力盤10;電機轉子由永磁體6，轉子鐵芯7，轉子支架8組 成；轉子支架與電機軸為花鍵連接，可帶動軸旋轉，并軸向滑動；轉子左端軸上設有磁 通分流器2，之間有彈簧3;轉子的右端為離心調節機構，包括離心滾子9、推力盤10、 軸1和轉子支架8構成；其余零件包括油封11，軸連齒14，從動齒15，軸承16，25，中 間軸17，軸承19、22，油封18，驅動軸20，大齒輪23，小齒輪M，傳動箱體21組成減 速器ο[0021]電機通電后，轉子帶動磁通分流器2和離心機構9+10轉動，轉速由0迅速提 高，到設定轉速時，在推力盤10的作用下，克服彈簧2的壓力，開始移動轉子，使轉子 離開定子，部分進入磁通分流器2，轉子移動進入磁通分流器的值與轉速為函數關系，該 函數特性依據永磁無刷電機理論確定，使其輸出特性近似于理想特性。這是用機械方式 實現的弱磁擴速，與先進的正弦波矢量控制弱磁擴速技術有異曲同工之妙，卻極其簡單[0022]減速器對變速后的轉速按固定速比減速，使驅動軸輸出的動力特性同車輛相匹 配。[0023]限速器觀限制轉子最大位移，限制最高轉速，防止意外飛車。[0024]參見圖2，曲線a-b-c為普通永磁電機機械特性曲線，a-b-d為弱磁變速永磁電 機機械特性曲線，額定功率都是500W。例如b點功率種=50X 10 = 500，d點功率 Pd= 12.5X40 = 500, c點功率約為4X 20 = 80W，曲線同阻力曲線的交點ω i和ω2分別 為兩種電機的最高車速。ω 2處的功率和車速為500W 35km/h，ω 處功率為80W20km/ h。性能提高80%左右。
權利要求1.一種用于電動車的永磁無刷變速電機，包括永磁體與轉子，多極繞組定子，其特 征在于永磁無刷變速電機設有離心機構和磁通分流機構和減速器，電機的定子，由繞組(4)、定子鐵芯(5)組成，鐵芯(5)連接到機殼(26)上，機殼兩端設有軸承(12 和13)，電機軸(1)通過軸承(12、13)與機殼相連，電機軸中間設置電機的轉子 和限速器(28)，轉子由永磁體(6)、轉子鐵芯(7)、和轉子支架(8)組成，永磁 體位于轉子的表面，電機軸的一端連接磁通分流器(2)，與轉子同步旋轉，磁通分流 器與轉子之間設有彈簧(3)；轉子的右端為離心調節機構，電機軸另一端連接推力盤 (10)，推力盤為一錐面圓盤，圓盤內表面同支架(8)之間形成若干個徑向分布的鍥型 空間，圓盤中間設有離心滾子(9),由此，電機軸(1)、轉子支架(8)、離心滾子(9)和推 力盤(10)共同構成離心機構。
2.根據權利要求1所述的一種用于電動車的永磁無刷變速電機，其特征在于所述的 磁通分流器采用導磁材料制成的圓筒型物體，磁通分流器對移動過來的轉子磁通進行旁 路，分流削弱氣隙中原有穿過繞組的磁通。
3.根據權利要求1所述的一種用于電動車的永磁無刷變速電機，其特征在于轉子支架 同電機軸以花鍵方式連接，同電機軸同步旋轉，作軸向移動。
4.根據權利要求1所述的一種用于電動車的永磁無刷變速電機，其特征在于所述的限 速器08)決定轉子最大位移。
專利摘要本實用新型涉及電動車驅動電機，具體的說是一種能夠自動無級變速的電動自行車和電動摩托車用電機，其特征在于永磁無刷變速電機設有離心機構和磁通分流機構和減速器，電機的定子，由繞組4、定子鐵芯5組成，鐵芯5連接到機殼26上，機殼兩端設有軸承12和13，電機軸1通過軸承12、13與機殼相連，電機軸中間設置電機的轉子和限速器28，轉子由永磁體6、轉子鐵芯7、和轉子支架8組成，本實用新型是連續無級的調速，同機械式CVT無級調速(效率60～70％)比效率更高20％以上。基本方法是在電機內部增加一個磁通分流機構，來達到弱磁擴速的目的，實現理想的驅動特性。由于機構簡單，工作可靠，應用前景十分廣闊。
文檔編號H02K7/10GK201813253SQ20102013903
公開日2011年4月27日 申請日期2010年3月23日 優先權日2010年3月23日
發明者楊荷 申請人:楊荷