专利名称：电磁减速轮殻电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁减速轮毂电机，属永磁低速同步电机领域，适用于低速大力矩的电动自行车直驱式轮毂电机。
目前在电动自行车上采用的直驱式驱动电机，有刷永磁轮毂电机、无刷永磁轮毂电机和高速有齿减速轮毂电机。有刷永磁轮毂电机存在电刷易磨损、噪音大；无刷永磁轮毂电机存在控制器易损坏；高速有齿减速轮毂电机，存在齿轮易磨损和噪音大。
本发明的目的是提供一种低速大力矩、无刷、无齿轮减速、对控制器电流冲击小、运转平稳、噪音低、可达到变频/变压、无级调速和使用寿命长的电动自行车用直驱式轮毂电机[1]、[3][4]。
本发明的实现方法是在外转子和内定子铁芯上都冲制有等距离的齿槽，在定子槽中嵌入永磁体，造成面对气隙的相邻定子齿有异性磁极，并在定子扇形铁芯上绕有线圈，利用线圈中的交变电流变化，来调节定转子的齿引起极性变化，使气隙磁导变化，即利用定、转子齿槽效应引起的气隙磁导变化来工作的[2]。
下面结合附图和实施方案对本发明作出说明
图1是三相6极内定子和外转子结构平面示意图；图2是三相绕组中的一相绕组平面原理示意图。
在图1、图2中，外转子齿(1)、内定子齿(2)、永磁体(3)、导磁轴套(4)、线圈绕组(5)和隔磁轴套(6)。
从图1和图2中看出，在外转子铁芯内园周上，冲制有多个等距矩形齿和槽，为外转子齿(1)，内定子(2)是由多块偶数扇形冲有齿和槽的叠片(或叫扇形模块)，通过导磁轴套(4)的燕尾形槽，相互嵌入组合构成一个园形定子(2)，并在扇形槽中嵌入永磁体(3)，由隔磁轴套(6)把磁路与电机轴隔开；另外在扇形铁芯上的芯柱上，即内定子(2)铁芯上套有集中线圈绕组(5)，并把径向对称的两只线圈反接串联为一相绕组把4只线圈两两反接串联为二相绕组；同样6只线圈反接串联为三相绕组；8只为四相，10只为五相绕组。
由上述串联绕组可知，一相、二相、三相、四相和五相绕组可分别通入相对应的一相至五相交流电源。构成单相两相至多相电机，由于每一相都是由两只线圈即两块扇形模块铁芯上的绕组串联构成，因此，扇形模块铁芯和集中线圈绕组总是由偶数组成的。
从图2三相绕组中的一相绕组平面原理示意图可看出，在内定子(2)的每块扇形冲槽中嵌入的永磁体(3)，其极性是指向相邻齿方向，形成向着气隙的相邻齿为异性磁极。若图2中的绕组通入正弦交流，当瞬时某一时刻如图中所示电流方向，将造成N极齿上磁密增加；当电流在另一时刻反相流入线圈时，造成S极齿磁密增加，如此N、S极上的磁密增、减，随着交流电源的电流大小、方向和频率的变化，使该电机的定、转子齿槽效应引起气隙磁导变化而工作，其旋转方向在图2中为顺时针使外转子旋转；若在三相或多相绕组中输入V/F变频电源，可实现电机的恒转矩无级调速[2]。
本发明电磁减速轮毂电机使用在电动自行车上，作为直接驱动式轮毂电机，具有小型、低速大转矩、线性特性好和高效率，运转平稳，可消除现有无刷电机低速大负荷时的转矩脉动[5]。由于电磁减速轮毂电机的绕组为集中绕制，又套装在扇形铁芯的芯柱上，受定、转子齿槽影响小，可以减小电枢的漏抗，缩短各绕组的跨接联线，提高效率。因定子的扇形铁芯是嵌入组合式；或叫模块化的铁芯设计[4]，使该技术的电机绕制线圈简化了嵌绕工艺，不仅可降低制造成本，更换维修也很方便；该电机另一特点是，在与现有技术的电动自行车轮毂电机比较，具有相同体积的情况下，其输出转矩可显著提高[3]。
本发明的实施例，如提供的样机图纸共12张，图号为D·H·1至D·H·12。实施样机有两种定子结构，图纸第5页和第8页组合构成二相电源用4只扇形模块，同时可以把驱动控制器内装在第7页所绘的散热板上；另一种是由图纸第10页和第12页组合构成三相电源用6只扇形铁芯模块，把驱动控制器外装。两种定子均可适用相同的外转子铁芯。只是二相电源电机较三相电源电机，在相同体积条件下，电机的利用率和输出转矩要小约1/6，实施本发明技术在一般电机生产厂家都可以进行。
本发明电磁减速轮毂电机提供的原始资料共5份(复印背景参考文献)，样机图纸12页。
权利要求
1.一种电磁减速轮毂电机，属永磁低速同步电机领域，利用定转子齿槽效应引起的气隙磁导变化来工作的，它由外转子齿、内定子齿、永磁体、导磁轴套、线圈绕组和隔磁轴套构成，其特征是a.在外转子铁芯内园周上，冲制有多个等距矩形齿和槽，为外转子齿(1)，内定子(2)是由多块偶数扇形冲有齿和槽的叠片(或叫扇形模块)，通过导磁轴套(4)的燕尾形槽，相互嵌入组合构成一个园形内定子(2)，并在扇形槽中嵌入永磁体(3)，由隔磁轴套(6)把磁路与电机轴隔开；b.内定子(2)铁芯上套有集中线圈绕组(5)，并把径向对称的两只线圈反接患联为一相绕组；把4只线圈两两反接串联为二相绕组；同样6只线圈反接串联为三相绕组；8只为四相、10只为五相绕组。
2.根据权利要求1所述的电磁减速轮毂电机，其特征是在内定子(2)的每块扇形冲槽中，嵌入的永磁体(3)，其极性是指向相邻齿方向，形成向着气隙的相邻齿为异性磁极。
全文摘要
一种电磁减速轮毂电机，它利用定转子的齿槽效应引起的气隙磁导变化原理工作。由外转子齿、内定子扇形齿模块、永磁体、导磁轴套和集中线圈绕组等组成。可制成单相至五相交流变频/变压无级调速电动车轮毂电机。不用机械减速装置，利用电机内部的电磁减速齿轮来减速，因而获得小型化、无转矩波动，运转平稳、大力矩、线性特性好、高效，对控制驱动器无冲击电流，在相同体积情况下，输出功率和转矩可显著提高。
文档编号H02K1/17GK1521922SQ0310403
公开日2004年8月18日 申请日期2003年2月14日 优先权日2003年2月14日
发明者万德鸿 申请人:万德鸿