专利名称：较大功率的外转子永磁同步电动机的制作方法
技术领域：
较大功率的外转子永磁同步电动机
技术领域：
本实用新型涉及一种电动机，特别涉及一种较大功率如15KW至20KW的外转子永 磁同步电动机。
背景技术：
国内使用的外转子结构电动机，仅多见于单相微电机(约50W至数百W)及电动自 行车或电动摩托车用的串励直流电动机(均在3KW以下)。关于较大功率外转子结构电动 机，特别是15KW至20KW的外转子永磁同步电动机还未见报到，市面上也未见使用过。另外，目前的客车均使用燃油做为动力源，如今有大量的客车运行，势必造成碳的 排放量增大，不利于环保，与我国减少碳排放的国策不相适应，若能改变其为电动机提供动 力源，即可在一定程度上解决环保问题，因此，有必要研发一种可为客车运行提供动力源的 较大功率的电动机。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种较大功率的外转子永磁同步电动 机，其功率达到可为大型二轮或四轮驱动电动客车提供动力支持。本实用新型是这样实现的一种较大功率的外转子永磁同步电动机，包括由内而 外设置的一固定轴、一内定子以及一外转子，所述内定子包括一花键，固定在所述固定轴 上；复数片定子冲片，轴向叠加后套设在所述斜花键上；以及一冲片固定件，轴向锁紧复数 片定子冲片；所述外转子包括一外转子磁路结构，包括由外向内设置的磁轭、永磁体、磁 靴，所述磁靴上分布有作为启动绕组和阻尼作用的鼠笼绕组；两端盖，可旋转地套设在所述 固定轴上，并分别位于所述外转子磁路结构的两端，带动外转子机构旋转；以及一隔磁外 套，固定地套设在所述外转子磁路结构的外部，并位于两端盖之间。较佳的，所述花键为一斜花键，其键体及键槽与轴方向具有一定倾角，并使定子冲 片套设在该斜花键上后，定子绕组与轴方向的夹角与所述倾角相等；所述复数片定子冲片 的外环具有用于安置所述定子绕组的半开口的斜槽，该斜槽与轴方向的夹角与所述倾角相 等；所述倾角为0° 34’。采用具有一定倾角的斜花键最终可以使定子绕组具有一定斜度， 在电动机运转时，可以减少谐波力矩，从而改善电动机动态运行性能。较佳的，所述外转子磁路结构中的磁轭、永磁体、磁靴通过一双用键固定，该双用 键为具有一定刚度的隔磁材料所制，其里层为酚醛层压板，外层为45号钢。双用键的使用 一方面可将磁轭、永磁体、磁靴固定，另一方面还具有隔磁效果。更进一步，为实现电动机 的功率为15KW，所述定子冲片的数量约为380片，每片的厚度为0. 5mm ；所述磁轭为隔磁 套圈；使电动机15KW所述永磁体的数量为2对，均为NTP材料的瓦片式结构，其截面积为 214. 5cm2,长度为20cm，所述磁靴的内环上设有28个半开口平底槽，所述鼠笼绕组为嵌在所 述28个半开口平底槽中的28个铝条；所述双用键的数量为4个。较佳的，所述电动机的整体外形尺寸与客车的轮毂内的间隔大小相适应，即可整体置于客车的轮毂内，并留有一定空间以利风冷；其中，所述两端盖为内端盖和外端盖，内 端盖与车身的盘式制动器连接，即可通过盘式制动器直接对电动机进行制动；外端盖通过 联动轴直接连接在汽车轮毂上，以驱动车轮旋转，而无需通过减速装置，减少机构的复杂 性。较佳的，所述固定轴邻近所述内端盖的一端通过一固定底座固定在车身上，以实 现固定轴的固定不动。所述冲片固定件包括复数个螺栓和两压板，该两压板设在所述复 数片定子冲片的两端，该复数个螺栓轴向穿过所述复数片定子冲片及两压板上预设的螺栓 孔。以简单实现轴向锁紧复数片定子冲片。本实用新型的优点在于其是一种功率较大的电动机，足够为大型二轮或四轮驱 动电动客车提供动力支持，改变现有客车以燃油动力源为电动机为动力源，可减少碳的排 放量，更加环保；也可以应用于其它需要较大功率电动机的场合。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。图Ia是本实用新型的内定子的结构示意图。图Ib是图Ia的A-A剖视图。图Ic是图Ia的B-B剖视图。图2a是本实用新型的外转子的结构示意图。图2b是图2a的A-A剖视图。图2c是图2a的右视端面图。图3a是本实用新型的电动机的一径向剖视图。图3b是图3a的沿Α_0_Α的剖视图。
具体实施方式请参阅图Ia至图3b所示，本实用新型的电动机为较大功率的外转子永磁同步电 动机，包括由内而外设置的一固定轴1、一内定子2以及一外转子3。请重点参阅图Ia至图lc，所述内定子2包括一花键21、复数片定子冲片22以及 一冲片固定件23，所述花键21固定在所述固定轴1上；所述复数片定子冲片22，轴向叠加 后套设在所述花键21上；所述冲片固定件23，包括复数个螺栓231和两压板232，该两压板 232设在所述复数片定子冲片22的两端，该复数个螺栓231 (本实施例为5个均勻布的螺 栓)轴向穿过所述复数片定子冲片22及两压板232上预设的螺栓孔221，即可简单实现轴 向锁紧复数片定子冲片22。较佳的，可将所述花键21设置为一斜花键，即将其键体及键槽 与轴方向具有一定倾角，并使套设在该斜花键上的定子冲片22与轴方向的夹角与所述倾 角相等；所述复数片定子冲片22的外环具有用于安置所述定子绕组(未图示)的半开口的 斜槽222，该斜槽222与轴方向的夹角与所述倾角相等；所述倾角为0° 34’。采用具有一 定倾角的斜花键最终可以使定子绕组具有一定斜度，在电动机运转时，可以减少谐波力矩， 从而改善电动机动态运行性能。请重点参阅图2a至图2c，所述外转子3包括一外转子磁路结构31、两端盖32以 及一隔磁外套33，所述两端盖32为内端盖321和外端盖322，所述外转子磁路结构31进一步包括由外向内设置的磁轭311、永磁体312、磁靴313，该磁轭311、永磁体312、磁靴313通 过一双用键314固定。所述磁靴313上分布有鼠笼绕组315，该鼠笼绕组315在电机启动时 作为启动绕组，并在电机正常运转时作为阻尼绕组；所述两端盖32通过一副单列园锥滚子 轴承可旋转地套设在所述固定轴1上，并分别位于所述外转子磁路结构31的两端，以实现 在外转子3旋转时，固定轴1可不旋转；所述隔磁外套33固定地套设在所述外转子磁路结 构31的外部，并位于两端盖32之间。所述双用键314为具有一定刚度的隔磁材料所制，其 里层为酚醛层压板，外层为45号钢，该双用键314的使用一方面可将磁轭311、永磁体312、 磁靴313固定，另一方面还具有隔磁效果。基于上述结构，可实现较大功率(15至20KW)的外转子永磁同步电动机，下面以 15KW轮毂式的外转子永磁同步电动机为例，该15KW轮毂式的外转子永磁同步电动机为客 车的运行提供动力源，其主要技术参数要求如下额定功率PN= 15KW ；相数:M= 3 相;额定线电压VNL= 380V ；额定转矩TN= 95. 49N · M ；额定转速nN = 1500rpm ；直驱车轮最高时速可达120 180Km/h ；效率η>90%。针对上述参数要求，采用下述结构参数所述定子冲片22的数量约为380片，每片的厚度为0. 5mm ；所述永磁体312的数量为2对，均为瓦片式结构，其截面积为214. 5cm2,长度为 20cm ；所述磁靴313的内环上设有28个半开口平底槽316 ；所述鼠笼绕组315为嵌在所述28个半开口平底槽316中的28个铝条；所述双用键314的数量为4个； 所述内定子与外转子之间的间隙为0. 65mm。另外，请重点参阅图3，本实施例的电动机的整体外形尺寸还可与客车的轮毂内的 间隔大小相适应，即可整体置于客车的轮毂内，以充分利用空间；其中，所述固定轴1邻近 所述两端盖32的内端盖321的一端通过一固定底座12固定在车身上，以实现固定轴1的 固定不动；所述内端盖321与车身的盘式制动器连接，即可通过盘式制动器直接对电动机 进行制动；外端盖322设有联动轴323，外转子3即可通过联动轴323直接连接在车轮上， 以直接驱动车轮，而无需通过减速装置，减少机构的复杂性。综上所述，本实用新型可实现一种功率较大的外转子永磁同步电动机，足够为大 型二轮或四轮驱动电动客车提供动力支持，将现有客车以燃油为动力源改变为以电动机为 动力源，可减少碳的排放量，更加环保本实用新型，也可以应用于其它相关行业。
权利要求一种较大功率的外转子永磁同步电动机，包括由内而外设置的一固定轴、一内定子以及一外转子，其特征在于所述内定子包括一花键，固定在所述固定轴上；复数片定子冲片，轴向叠加后套设在所述花键上；以及一冲片固定件，轴向锁紧复数片定子冲片；所述外转子包括一外转子磁路结构，包括由外向内设置的磁轭、永磁体、磁靴，所述磁靴上分布有作为启动绕组和阻尼绕组的鼠笼绕组；两端盖，可旋转地套设在所述固定轴上，并分别位于所述外转子磁路结构的两端，带动外转子机构旋转；以及一隔磁外套，固定地套设在所述外转子磁路结构的外部，并位于两端盖之间。
2.如权利要求1所述的较大功率的外转子永磁同步电动机，其特征在于所述花键为 一斜花键，其键体及键槽与轴方向具有一定倾角，并使定子冲片套设在该斜花键上后，定子 绕组与轴方向的夹角与所述倾角相等。
3.如权利要求2所述的较大功率的外转子永磁同步电动机，其特征在于所述复数片 定子冲片的外环具有用于安置所述定子绕组的半开口的斜槽，该斜槽与轴方向的夹角与所 述倾角相等。
4.如权利要求3所述的较大功率的外转子永磁同步电动机，其特征在于所述倾角为 0° 34，。
5.如权利要求1所述的较大功率的外转子永磁同步电动机，其特征在于所述外转子 磁路结构中的磁轭、永磁体、磁靴通过一双用键固定，该双用键为具有一定刚度的隔磁材料 所制。
6.如权利要求5所述的较大功率的外转子永磁同步电动机，其特征在于所述定子冲 片的数量约为380片，每片的厚度为0. 5mm ；所述磁轭为隔磁套圈；所述永磁体的数量为2 对，均为NTP材料的瓦片式结构，其截面积为214. 5cm2,长度为20cm，所述磁靴的内环上设 有28个半开口平底槽，所述鼠笼绕组为嵌在所述28个半开口平底槽中的28个铝条；所述 双用键的数量为4个，该双用键的里层为酚醛层压板，外层为45号钢。
7.如权利要求1所述的较大功率的外转子永磁同步电动机，其特征在于所述电动机 的整体外形尺寸与客车的轮毂内的间隔大小相适应，并留有一定风冷空间。
8.如权利要求7所述的较大功率的外转子永磁同步电动机，其特征在于所述两端盖 为内端盖和外端盖，内端盖与车身的盘式制动器连接；外端盖通过联动轴直接连接在汽车 轮毂上，驱动车轮旋转；所述固定轴通过一固定底座固定在车身上。
9.如权利要求1所述的较大功率的外转子永磁同步电动机，其特征在于所述冲片固 定件包括复数个螺栓和两压板，该两压板设在所述复数片定子冲片的两端，该复数个螺栓 轴向穿过所述复数片定子冲片及两压板上预设的复数个螺栓孔。
10.如权利要求1所述的较大功率的外转子永磁同步电动机，其特征在于所述内定子 与外转子之间的间隙为0. 65mm。
专利摘要本实用新型提供了一种较大功率的外转子永磁同步电动机，包括由内而外设置的一固定轴、一内定子以及一外转子，所述内定子包括一斜花键、复数片定子冲片、以及一冲片固定件，所述外转子包括一外转子磁路结构、鼠笼式起动绕组、两端盖，以及一隔磁外套。本实用新型是一种功率较大的电动机，足够为大型二轮或四轮驱动电动客车提供动力支持，将现有客车以燃油为动力源改变为以电动机为动力源，可减少碳的排放量，更加环保。本实用新型也可以应用于其它相关行业。
文档编号H02K21/12GK201663529SQ20092018188
公开日2010年12月1日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者牛景汉, 陈金华, 魏培才 申请人:福州科技职业技术学院