一种车辆驱动用轮毂电机的制作方法

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一种车辆驱动用轮毂电机的制造方法与工艺

本发明涉及永磁电机技术领域,尤其涉及一种车辆驱动用轮毂电机。



背景技术:

日渐庞大的制造商队伍、不断增加的材料及劳动成本使大多数电机生产者感到无利可图,这只有通过技术创新来找到新的出路,同时在新能源汽车轮毂驱动方面,对电机提出了更高的功率密度、可靠性的要求,在这种情况下,发明了这样的车辆驱动用的轮毂电机,它通过用一套定子绕组同时和两个永久磁极产生电磁感应的结构大大地提高了电机的功率体积比,它在外表上仍然是一台电机,但在其内部确有两台电机在同时运行,这就有效地降低了单位产品的制造成本、大大地提高了市场竞争能力,并会产生出良好的社会效益。



技术实现要素:

本发明的目的:提供一种车辆驱动用轮毂电机,能通过一套定子绕组同时和两个永久磁极产生电磁感应,从而大大提高空间的利用率和电磁感应效果,近而大大地提高功率体积比;本发明的定子绕组具有端部短,有效节省材料,制作简单、方便,适合大批量生产。该电机既可作电动机使用,也可作发电机使用;既可作为新能源汽车驱动电机使用,也可适用于其它领域。

为了实现上述目的,本发明的技术方案是:

一种车辆驱动用轮毂电机,包括转轴支架、复式磁极、铁心绕组、定位钉轴、螺母及螺钉;所述的转轴支架通过所述的定位钉轴及螺母与所述的铁心绕组固定连接形成电机定子结构;所述的转轴支架通过所述的螺钉与所述的复式磁极固定连接形成电机转子结构,所述的电机定子结构与所述的电机转子结构装配形成轮毂电机主体;所述的复式磁极包括钢轭盘、外极磁钢、第一内极磁钢、第二内极磁钢及转子铁芯,所述的钢轭盘上粘结有所述的外极磁钢及第一内极磁钢,或者在所述的转子铁芯内插入所述的第二内极磁钢,所述的复式磁极在所述的铁心绕组的内外圆方向上相应建立起内气隙磁场及外气隙磁场;所述的铁心绕组包括铁心体、绝缘骨架及绕组线圈;在所述的铁心体的内外圆上作出多个成对的同方位嵌线槽,所述的绕组线圈缠绕在每对所述的同方位嵌线槽中,使所述的内气隙磁场与外气隙磁场分别作用于每个所述的绕组线圈的内绕组边及外绕组边,实现全部所述的绕组线圈的双重电磁感应。

上述的车辆驱动用轮毂电机,其中,所述铁心体是用硅钢片冲裁扣铆或焊接成的一个整体,在所述的铁心体的内外圆上的等分半径方向开出数量相等的嵌线槽,所述的嵌线槽的底部按形状分包含平底和弧形底,所述的嵌线槽的槽口为开口槽或半开口槽。

上述的车辆驱动用轮毂电机,其中,在所述铁心体上间隔设有多个虚槽位,所述的虚槽位的数量为3的倍数,所述的虚槽位用于装配而不设绕组。

上述的车辆驱动用轮毂电机,其中,为所述的内气隙磁场及外气隙磁场提供磁能量的所述的第一内极磁钢、第二内极磁钢及外极磁钢包括表贴式磁钢和嵌入式磁钢两种结构形式。

上述的车辆驱动用轮毂电机,其中,所述的表贴式磁钢通过电机专用胶粘剂分别将第一内极磁钢及外极磁钢与所述的钢轭盘粘接为一体,所述的嵌入式磁钢将所述的第二内极磁钢嵌入由矽钢片组成的所述的转子铁芯中。

上述的车辆驱动用轮毂电机,其中,所述的钢轭盘为所述的内气隙磁场及外气隙磁场提供气隙磁通量导通回路,所述的钢轭盘包括单件体和装配体两种结构。

上述的车辆驱动用轮毂电机,其中,所述的第一内极磁钢、第二内极磁钢及外极磁钢的极对数为任意极对数;所述的内极磁钢及外极磁钢包含分瓣式磁瓦及整体式磁环结构。

上述的车辆驱动用轮毂电机,其中,所述的转轴支架包括有架座、球轴承及传动轴组合而成,所述的架座上设有多个扇形凸台,所述的多个扇形凸台作为安装所述的铁心绕组的地位支点,所述的扇形凸台的数量与所述的铁心绕组需要的数量相匹配。

上述的车辆驱动用轮毂电机,其中,所述的绝缘骨架用高强度绝缘塑料模压而成。

本发明电机功率体积比大,结构简单,零部件少,制造成本低,大批量生产时工艺性好,推广应用能取得良好的经济效益,同时有效降低现有社会资源的消耗。

附图说明

图1是本发明一种车辆驱动用轮毂电机的主视图。

图2是本发明一种车辆驱动用轮毂电机的剖视图。

图3是本发明一种车辆驱动用轮毂电机的转轴支架的主视图。

图4是本发明一种车辆驱动用轮毂电机的转轴支架的剖视图。

图5是本发明一种车辆驱动用轮毂电机的复式磁极的主视图。

图6是本发明一种车辆驱动用轮毂电机的复式磁极的剖视图。

图7是本发明一种车辆驱动用轮毂电机的铁心绕组的主视图。

图8是本发明一种车辆驱动用轮毂电机的铁心绕组的剖视图。

图9是本发明一种车辆驱动用轮毂电机的嵌入式复式磁极的结构图。

图10是本发明一种车辆驱动用轮毂电机的嵌入式复式磁极的A向剖视图。

图11是本发明一种车辆驱动用轮毂电机的开口槽的结构图。

图12是本发明一种车辆驱动用轮毂电机的半开口槽的结构图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例:

请参见附图1及附图2所示,一种车辆驱动用轮毂电机,包括转轴支架1、复式磁极2、铁心绕组3、定位钉轴4、螺母5及螺钉6;所述的转轴支架1通过所述的定位钉轴4及螺母5与所述的铁心绕组3固定连接形成电机定子结构;所述的转轴支架1通过所述的螺钉6与所述的复式磁极2固定连接形成电机转子结构,所述的电机定子结构与所述的电机转子结构装配形成轮毂电机主体;所得装配体就是该轮毂永磁电机的一种原理性基本结构。由图可知,复式磁极分别产生了内气隙磁场8及外气隙磁场11,分别作用于同一线圈的内绕组边9和外绕组边10,这样,就使同一线圈产生了双重的电磁感应效果。

请参见附图5、附图6、附图9及附图10所示,所述的复式磁极2包括钢轭盘22或加上转子铁芯29、外极磁钢12、第一内极磁钢7及第二内极磁钢30,所述的钢轭盘22上粘结有所述的外极磁钢12及第一内极磁钢7,或者在所述的转子铁芯29内插入所述的第二内极磁钢30,复式磁极2在所述的铁心绕组3的内外圆方向上相应建立起内气隙磁场8及外气隙磁场11。

请参见附图7、附图8、附图11及附图12所示,所述的铁心绕组3包括铁心体23、绝缘骨架24及绕组线圈25;在所述的铁心体23的内外圆上作出多个成对的同方位嵌线槽,所述的绕组线圈25缠绕在每对所述的同方位嵌线槽中,使所述的内气隙磁场8与外气隙磁场11分别作用于每个所述的绕组线圈25的内绕组边9及外绕组边10,从而实现了全部绕组线圈25的双重电磁感应。

所述铁心体23是用硅钢片冲裁扣铆或焊接成的一个整体,在所述的铁心体23的内外圆上的等分半径方向开出数量相等的嵌线槽,所述的嵌线槽的底部按形状分包含平底和弧形底,所述的嵌线槽的槽口包含开口槽27或半开口(或称半闭口)槽28,本实施例采用了开口平底槽。

在所述铁心体23上间隔设有多个虚槽位26,用于总装固定的支撑位置而不设绕组,所述的虚槽位26的数量按3的倍数进行选择,虚槽位用于装配而不设绕组,当电机直径大、槽数多时,可采用6个或9个等。本实施例为3相电机,嵌线槽与极对数之比为24/5,每相有8个槽,各设1个虚槽位26,其先决条件是少了1个线圈的3相绕组仍能保持电磁平衡。

所述的铁心绕组3为同心式绕组,省材料,但在传统电机中只能在某一极槽组合条件下使用,而在本发明中不受限制。

为所述的内气隙磁场8及外气隙磁场11提供磁能量的所述的第一内极磁钢7、第二内极磁钢30及外极磁钢12包括表贴式磁钢和嵌入式磁钢两种结构形式。

所述的表贴式磁钢采用电机专用胶粘剂分别将第一内极磁钢7及外极磁钢12与所述的钢轭盘22粘接为一体,这就是复式磁极2的一种原理性基本结构;所述的嵌入式磁钢将所述的第二内极磁钢30嵌入由矽钢片组成的所述的转子铁芯29中,嵌入式能适应电机工作在较高转速,同时可以提供聚磁效果,进一步提高功率密度。

所述的钢轭盘22为所述的内气隙磁场8及外气隙磁场11提供气隙磁通量导通回路,所述的钢轭盘22包括单件体和装配体两种结构。

所述的第一内极磁钢7、第二内极磁钢30及外极磁钢12可以根据电磁设计的需要任意选择极对数,本实施例为极对数P=5的10极结构;所述的内极磁钢7及外极磁钢12包括分瓣式磁瓦及整体式磁环结构。

请参见附图3、附图4所示,所述的转轴支架1由架座13、轴承压盖14、螺钉15、孔衬套16、轴衬套17、两个球轴承18、弹性轴挡圈19及传动轴20装配而成,螺钉15用于连接固定,使全部零件结合为一个装配整体,所述的两个球轴承18将装配整体分隔成两部分,与所述的两个球轴承18外圈相关联的部分为固定体,所述的铁心绕组3安装在所述的固定体上;与所述的两个球轴承18内圈相关联的部分为转动体,所述的复式磁极2安装在所述的转动体上。

所述的架座13上设有多个扇形凸台21,所述的多个扇形凸台21作为安装所述的铁心绕组3的地位支点,所述的扇形凸台21的数量应与所述的铁心绕组3需要的数量相匹配,根据电机大小的不同,可以选择3个、6个、9个等。

所述的绝缘骨架24用高强度绝缘塑料模压而成,对绕组线圈25起固定、保护作用;绕组线圈25每相多个,本实施例为每相7个,其材料是电机绕组线,根据设计接线图所指定的槽位,在专用绕线机上一次性连续挑槽绕制完成。最后连接固定3相绕组,完成铁心绕组3的制作。

铁心绕组3是电机的心脏,其制作的难易程度是电机成败的关键,分析图7可知,其结构是简单的,制作方便。

本发明结构简单,空间的利用率高,且内气隙磁场8及外气隙磁场11分布在较大的半径上,使得同样的电磁力能产生出较大的电磁转矩,所以,功率体积比大是其突出优点。

综上所述,本发明电机功率体积比大,结构简单,零部件少,制造成本低,大批量生产时工艺性好,推广应用能取得良好的经济效益,同时有效降低现有社会资源的消耗。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换,或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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