一種具有高效率低材損的電動車用永磁無刷直流輪轂電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電動車電機技術領域，具體而言本發明特別涉及一種具有高效率低材損的電動車用永磁無刷直流輪轂電機。
【背景技術】
[0002]電機作為電動車的核心部件之一，電動車電機的性能優劣直接影響電動車的安全性、操作性、可靠性以及使用壽命周期。電機以電磁原理為基礎，以定子和轉子為核心元件，將電能轉換成動能或機械能，主要以電機轉速和扭矩的形式輸出。
[0003]永磁無刷直流電機以永磁材料作為電機固定磁極，通過霍爾元件檢測到磁極和齒槽相對位置，將位置信號傳輸給控制裝置，控制裝置通過程序編碼，確定三相繞組的通斷電順序和同斷電時間，使得線圈定子產生一定規律的旋變磁場，形成不平衡的磁場力矩，電機得以產生定向旋轉。然而現有的電機受限于內部空間結構，定子與轉子配合尺寸關系不合理，影響了電機的能量轉換效率和整體的輸出性能。因稀土磁極材料具有磁能積較大，抗退磁能力強，耐溫高等特性，可以大大減小電機的體積，簡化電機內部結構，從而被大部分無刷直流電機采用，但是由于電機磁場的多變性以及要求凸顯的電機某些性能要求不同，往往不能完全利用全部磁能，導致磁極材料利用率底，稀土磁極材料稀缺而價格昂貴，造成整體制成成本較高；另一方面，現有的電機定子齒槽結構設計較差，在保證電機輸出特性的基礎上，存在銅線用量較高、銅損和定子鐵損較高、磁極的磁能利用率較低等缺陷。綜合各方面，現有的電機內部結構存在電機轉換效率低、輸出扭矩不足、材料用量大等缺陷。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于解決上訴不足，提供一種具有高效率低材損的電動車用永磁無刷直流輪轂電機，具有結構合理、內部空間利用率高、電機轉換效率高、輸出扭矩大、材料用量省、銅損和鐵損低及磁能利用率高的特點。
[0005]本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現:
一種具有高效率低材損的電動車用永磁無刷直流輪轂電機，包括定子總成與轉子總成，所述定子總成包括固定支架及疊裝定子鋼片，所述疊裝定子鋼片由若干個硅鋼片疊壓構成，所述疊裝定子鋼片包括齒部和齒槽部，所述齒部由齒筋及與所述齒筋一體連接的齒軛構成，所述齒槽部由齒部兩兩之間形成的半閉口內部空腔構成，單片所述硅鋼片可設有自扣槽，所述齒槽部呈半閉口梨形槽結構，所述疊裝定子鋼片上設有第一霍爾槽、第二霍爾槽及第三霍爾槽，所述第一霍爾槽與所述第二霍爾槽分別位于所述齒筋中線一側部位上，所述第三霍爾槽位于所述齒槽槽口中線處，所述第三霍爾槽分別與所述第一霍爾槽和第二霍爾槽之間形成的霍爾夾角角度為11° ~12°，所述轉子總成由位于外圍的輪輞、所述輪輞內圓周的導磁環及貼裝在所述導磁環內圓周的若干磁鋼片構成，所述磁鋼片厚度為2.2-2.3mm，所述磁鋼片與所述硅鋼片之間形成有氣隙。
[0006]所述固定支架中心部位焊接固定一軸套，所述軸套內過盈連接一電機軸。
[0007]所述疊裝定子鋼片外徑為203.3-203.5mm，所述硅鋼片為無取向硅鋼片，所述齒筋寬度為6.0~7.0mm，所述齒軛高3 4.6mm，所述疊裝定子鋼片槽肩角為115° -120°，所述齒槽部槽口寬為2.2-2.6mm。
[0008]所述疊裝定子鋼片由若干層單片沖片疊裝的硅鋼片構成，所述齒槽部槽口寬為
2.2~2.3mm。
[0009]所述疊裝定子鋼片由硅鋼片沖裁料帶卷疊構成，所述齒槽部槽口寬為2.4-2.6_。
[0010]所述齒槽部槽數為48個。
[0011]所述第三霍爾槽分別與所述第一霍爾槽和第二霍爾槽之間形成的霍爾機械夾角最佳角度為11° 32r，所述第一霍爾槽、第二霍爾槽及第三霍爾槽內分別安裝霍爾元件，所述霍爾元件采用PCB霍爾電路板焊接或手焊線構成。
[0012]所述磁鋼片最佳厚度為2.3_，若干所述磁鋼片呈N-S-N-S循環均勻排布，所述磁鋼片個數為52片，所述磁鋼片呈長方體結構。
[0013]若干所述齒槽部內設有定子繞組，所述定子繞組為雙層繞組結構。
[0014]所述定子繞組采用分數槽集中繞線結構，以霍爾元件安裝面側面視向的逆時針方向為繞線走線方向，選取圓周繞線走向中所述第三霍爾槽的前3槽為起始進線槽，繞線以起始齒槽逆時針繞齒，以繞組節距=1的方式進行繞線，每相共繞16齒，4齒集中繞線為一組，串聯形成一條支路，所述定子繞組以“Y”型結構焊接每相繞組出線端。
[0015]本發明與現有技術相比具有如下突出優點和效果:本發明通過優化極槽配比結構，采用48槽配比52極，提高了短距系數，減少了銅線用量，便于定子繞組完成分數槽集中雙層繞組方式的繞線，有效的降低了電機齒槽轉矩，提高了電機轉換效率；通過增加定子外徑，減少磁鋼片厚度從而達到減少磁鋼稀土材料用量，普遍低于同規格電機，節約了制造成本；齒槽部槽形采用梨形結構，利用磁路飽和原則，提高了硅鋼片材料的利用率，根據磁路分別設計該結構槽型，擴大了槽面積，有利于繞組下線，方便采用合理的銅線，提高了扭矩輸出；通過優化了霍爾槽安裝位置，采用2個齒部霍爾槽偏移齒中線一側的霍爾槽結構，使其優化改進了霍爾槽夾角角度，保證電機相位角三相均分，且三個霍爾槽位置跨距短，適合大批量采用PCB板集中焊線生產，提高了生產效率，增加了安裝精確度，同時配合定子繞組的分數槽集中繞組結構，增大了轉速和功率的可調控跨度；優化齒槽部結構，保證轉速和轉矩輸出的前提條件下，提高了整體性能。綜合所述，本發明具有結構合理、內部空間利用率高、電機轉換效率高、輸出扭矩強、材料用量省、銅損和鐵損低及磁能利用率高的特點。
[0016]本發明的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明實施例的定子總成與轉子總成安裝結構示意圖；
圖2為圖1部分A處放大結構示意圖；
圖3為本發明實施例的整體剖視結構示意圖；
圖4為本發明實施例的磁鋼片排布結構示意圖；
圖5為本發明實施例的定子繞組分數槽集中繞線結構示意圖。
[0018]
【具體實施方式】
為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0019]如圖1至圖5所示，本發明提供的一種具有高效率低材損的電動車用永磁無刷直流輪轂電機，包括定子總成與轉子總成，定子總成包括固定支架2及疊裝定子鋼片1，固定支架2中心部位焊接固定一軸套21，軸套21內過盈配合連接一電機軸22，疊裝定子鋼片I外徑為203.3-203.5mm，增加了疊裝定子鋼片I的外徑尺寸，提高了內部空間利用率，疊裝定子鋼片由若干個硅鋼片疊壓構成，疊裝定子鋼片I包括齒部11和齒槽部12，齒部11包括齒筋111及與齒筋111 一體連接的齒軛112，齒槽部12由齒部11之間形成的半閉口內部空腔構成，齒筋111寬度為6.0-7.0mm，齒軛112高蘭4.6mm，疊裝定子鋼片I槽肩角為115° -120°，齒槽部12槽口寬為2.2~2.6mm，硅鋼片為無取向硅鋼片，單片硅鋼片設有自扣槽，通過優化齒槽結構，利用硅鋼片內設的自扣槽，便于硅鋼片片間扣緊以及增加整體疊裝的平整性，同時該結構疊高可以根據不同功率需求，依據不同輸出轉速和輸出扭矩做相應調整；齒槽部12槽數為48個，齒槽部12呈半閉口梨形槽結構，該結構提高了硅鋼片的材料利用率，擴大了槽面積，有利于定子繞組繞線，同時較大面積的槽面積可容納合理的銅線，有利于提高扭矩的輸出；若干齒槽部12內設有定子繞組，定子繞組為雙層繞組結構，定子繞組采用分數槽集中繞線結構，定子繞組三相相線進線端和出線端同側，霍爾元件安裝于硅鋼片另一側，呈兩側分布，以霍爾元件安裝面側面視向的逆時針方向為繞線走線方向，選取圓周繞線走向中所述第三霍爾槽的前3槽為起始進線槽，繞線以起始齒槽逆時針繞齒，以繞組節距=1的方式進行繞線，每相共繞16齒，4齒集中繞線為一組，串聯形成一條支路，所述定子繞組以“Y”型結構焊接每相繞組出線端；疊裝定子鋼片I上設有第一霍爾槽1