专利名称：静止永磁体励磁的轮毂式同步电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动汽车用同步电动机，尤其涉及一种静止永磁体励磁的轮毂式同步电动机。
背景技术：
随着石油资源的短缺和人们环保意识的提高，电动汽车受到世界各国的广泛重视，驱动电机是电动汽车的核心部件之一。电动车最显著的特点是频繁的起停、加减速，而不是运行于某一恒速下稳态运行。人们对电动车的1次充电行驶距离和最高时速有一定要求，对于轻型电动汽车一般要求1次充电行驶50 100km，最高时速100km/h。可靠性和价格也是人们比较关注的问题。目前电动车使用的各种驱动电机各有优点，同时又都有其不利的一面。在电动车发展初期，多采用普通直流电动机。随着永磁材料的发展，永磁直流电动机也有所应用。直流电动机的优点是可控制性好，但它重量大，效率低，价格贵，而且由于电刷和滑环的存在，维护工作量大，可靠性低。因此，随着电力电子器件的发展，交流电机逐渐成熟，直流电动机逐渐被交流电动机所取代。以永磁同步电机和无刷直流电动机为代表的交流永磁电动机以其低重量、高效率这一特别的优势在电动车领域被广泛的应用。这类电机也有它的缺点，永磁体固定于高速旋转的转子上，对制造工艺要求很高，另外电机的调速范围也受到限制。开关磁阻电机虽然结构简单、坚固、效率高，低速时可提供很大的转矩，且驱动器结构简单，它的缺点主要是振动和噪声较大。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种静止永磁体励磁的轮毂式同步电动机，它具有可靠性好、加工方便的优点。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案—种静止永磁体励磁的轮毂式同步电动机，电动机为轮毂式外转子结构，所述电动机定子铁芯和外转子铁芯为12/16极结构，即定子铁芯外圆上开12个齿槽，外转子铁芯内圆表面开16个齿槽，每个定子齿顶表面贴附有极性相反的两块永磁体，相邻定子齿上的相邻永磁体极性相同；定子铁芯每个齿上设有集中绕组，四个相距90°的集中绕组串联构成一相，极性交替排列。所述的永磁体是静止的，定子上的每极磁通是交变的。所述定子铁芯齿顶宽度为；外转子铁芯齿顶宽度为9°，外转子上采用5° 7.5°的斜槽。外转子、定子铁芯均由硅钢片叠压而成，外转子上没有绕组和永磁体。该发明的有益效果是轮毂式外转子结构适合于电动汽车的两轮或四轮驱动；永磁体固定于每个定子齿顶表面；该结构实现了静止永磁体产生交变磁通，提高了材料利用率和电机功率密度；外转子只由硅钢片叠压而成，不设有永磁体，机械强度高，适合于高速旋转；电机固有的减速特性，使其具有良好的低速特性；外转子采用斜槽使电机的转矩脉动较小。
图1为电机定子铁芯示意。图2为电机定子铁芯、外转子铁芯示意图。图3为电源频率130Hz时，电机电压波形及谐波分布。图4为电源频率130Hz时，电机电流波形及谐波分布。1.定子铁芯，2.永磁体，3.集中绕组，4.外转子铁芯。
具体实施例方式图1，图2 —种静止永磁体励磁的轮毂式同步电动机，电动机为轮毂式外转子结构，它包括定子铁芯1、永磁体2、集中绕组3和外转子铁芯4。定子铁芯1内圆上开12个齿槽，齿顶宽度为。每个定子齿顶表面贴附有极性相反的两块永磁体2，相邻定子齿上的相邻永磁体2极性相同。定子铁芯1每个齿上设有集中绕组3，四个相距90°的集中绕组3串联构成一相，极性交替排列。外转子铁芯4内圆表面均勻开16个齿槽，外转子铁芯 4齿顶宽度为9°，外转子上采用5° 7. 5°的斜槽。外转子铁芯4、定子铁芯1均由硅钢片叠压而成。工作方式电机由直流电源供电，经逆变器输出三相PWM电压给电动机。样机额定值额定功率I3n= 2. 2kW，额定效率 nN = 86%j^^^InN = 490r/min， 最高转速1500r/min，额定电压队=96V (直流)。样机主要尺寸定子内径60mm，定子外径160mm，定子轭厚20. 5mm，定子齿顶宽 24° ；外转子内径161mm;外转子外径200mm，外转子轭厚10mm，外转子齿宽9° ；铁芯长度 IOOmm ；永磁体厚度2. 5mm ；气隙0. 5mm。电机在电源频率为130Hz空载运行时的电压、电流波形及谐波分布如图3、图4所
7J\ ο上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式
进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
权利要求
1.一种静止永磁体励磁的轮毂式同步电动机，其特征是电动机为轮毂式外转子结构，所述电动机定子铁芯和外转子铁芯为12/16极结构，即定子铁芯外圆上开12个齿槽，外转子铁芯内圆表面开16个齿槽，每个定子齿顶表面贴附有极性相反的两块永磁体，相邻定子齿上的相邻永磁体极性相同；定子铁芯每个齿上设有集中绕组，四个相距90°的集中绕组串联构成一相，极性交替排列。
2.如权利要求1所述的一种静止永磁体励磁的轮毂式同步电动机，其特征是，定子铁芯齿顶宽度为；外转子铁芯齿顶宽度为9°，外转子上采用5° 7. 5°的斜槽。
全文摘要
本发明公开了一种静止永磁体励磁的轮毂式同步电动机，电动机为轮毂式外转子结构，它包括定子铁芯1、永磁体2、集中绕组3和外转子铁芯4。定子铁芯1内圆上开12个齿槽，齿顶宽度为24°。每个定子齿表面贴附有极性相反的两块永磁体2，相邻定子齿上的相邻永磁体2极性相同。定子每个齿上设有集中绕组3，四个相距90°的集中绕组3串联构成一相，极性交替排列。外转子铁芯4内圆表面均匀开16个齿槽，齿顶宽度为9°，采用5°～7.5°的斜槽。外转子铁芯、内定子铁芯均由硅钢片叠压而成。系统结构简单，运行可靠、维护方便。
文档编号H02K1/17GK102299600SQ201110241898
公开日2011年12月28日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者朱晗, 李光友 申请人:山东大学