本实用新型涉及附加电源的电动车辆，更具体地讲涉及静止电枢旋转磁体电动机驱动的轻型车辆。
机械式发动机驱动的摩托车，它的机械结构比较成熟，但是存在废气和噪声污染问题。一般电动车辆例如电动轻型摩托车、电动自行车等有比较好的动力性能、简化了机械结构同时消除了废气、减少了噪声。但是一般直流电动机需要通过机械传动或减速装置，例如链条传动或齿轮减速装置，来输出动力或加大输出的转矩；并且需要碳刷换向器而容易损坏。这样的动力转换装置带来了机械损耗、零件摩损和相应的噪声，因而使电动机和电动摩托车的使用和性能受到了限制。
本实用新型的目的首先在于提出一种在后轮或者前轮中心安装驱动电机的电动摩托车新颖设计；本实用新型其次的目的在于提供一种静止电枢、永磁外转子调速电动机；本实用新型再其次的目的是提供一种适用于车辆起动、加速和正常行驶的电动机控制装置；本实用新型另外一个目的是配备一个改进了的发光二极管显示的速度表。
本实用新型电动摩托车是通过以下技术方案实施的。
应用异步电动机与永磁电机的工作原理，设置电机的定子，定子绕组的线圈轴线在空间彼此相隔一个电角度；相应设置一定的极对数的永磁体转子；电机呈薄环状、转子直接与负载部件连接、定子与支座或车架连接；为了便于把电机直接安装在车轮中心，将电枢作为定子并且固定连接在车轮轴上、将带有永磁体的转子与车轮的轮毂连接；配置电动机转速或转矩的控制装置，控制装置可以由晶体管变流控制电路组成，它包括输出断续直流电的直流断续器、输出交流电的逆变器和向直流断续器或者逆变器发出不同频率触发信号的多谐振荡器。通过电压大小可调的直流电或频率可调节的交流电，控制电动机的运转。
电动机安装在车轮内部，它的轴线与车轮中心线重合，组成电力驱动的电动车轮，即由附图电源——电机控制装置——电动车轮组成电动车辆的电力驱动动力转换系统。
本实用新型用于交通工具，可以制成后轮驱动或者前轮后轮同时驱动的电动摩托车。电动摩托车采用高能蓄电池作电源，例如镉镍、铁镍、锌银、锂、或其他酸性碱性蓄电池。
直流电源通过可控硅变流电路和控制电路，驱动车轮中心的电动机，改变控制装置输出直流电的电压或交流电的频率，使电动摩托车获得驱动力和不同的行驶速度。
电动摩托车车轮的中心轴与驱动电机的中心轴合为一体，车轮轴上固定安装了电枢及绕组，并且由车轮轴滚动支承着装有磁钢的电机外转子及车轮。电枢与转子之间保持一个设定的间隙。
电动机的电枢通过键槽固定安装在车轮轴上，电枢两端由轴肩和挡圈限止其窜动，电枢的绕组采用新型浸渍漆；电机转子呈圆环状，它由隐极磁圈和成对的永磁体（例如铝镍钴、铁氧体或钴类永久磁钢）制成。转子通过紧固铝圈安装在轮毂的内圆上，并且由侧面带有螺纹的紧固圈压紧。轮毂通过两侧装有轴承的支承盖安装在车轮轴上。支承盖的中心孔装有滚动轴承及其轴承盖，在一侧支承盖的外端装有刹车环。电动机的动力通过轮毂、辐条、钢圈传送到轮胎。
上述电动车轮的转速和转矩由安装在电动摩托车中部的电机控制装置来控制。控制装置包括多谐振荡器、并联逆变器、直流断续器和控按钮、转换接触器、继电器。
启动电机时，直流电通过由两个可控硅并联组成的直流断续器电路，由多谐振荡器触发信号控制直流断续电路，电流流过一个电枢线圈，使电机起动；然后触发另一个可控硅并且利用电容特性使前一个可控硅截止，因此两个可控硅晶体管轮流交变导通截止，形成圆周循环磁场，电动机随之运动，电机速度取决于多谐振荡器的触发频率。多谐振荡器的触发频率由一个双联电位器控制，改变多谐振荡器的频率，例如2－50赫，电动机的转速即电动摩托车的速度即随之改变。
当电机达到一定转速时，放开转换接触器的按纽，使接触器复位，电源的电流通过逆变器电路，使电机处于工作状态，此时电动机即电动摩托处于正常工作行驶状态。
电动摩托的速度采用由车轮电磁感应，通过发光二极管显示的电子线路速度表。
本实用新型电动摩托车等交通工具，不需要传统的发动机、齿轮箱、变速器、离合器和链条等动力和传动装置，而采用的转子与车轮连成一体的驱动电机、附加蓄电池和电机控制装置即构成电力驱动动力转换系统。因此它的效果如下：
1）整车构造简单，除了车轮的滚动轴承以外没有驱动系统的其他机械磨损，其机械损耗仅相当于发动机摩托车的1／10－1／15，提高了产品的使用寿命；
2）电机与车轮做成一体，摩托车前后车轮可以实现同时驱动，因而既适合城市市内交通，又适合农村山区越野爬坡，其适用性和经济性好，例如在市内交通中，以40公里／小时速度行驶，一次充电能够行驶8小时；
3）比较于一般直流电机，本实用新型的电机不设通常的电刷和换向器，从而避免了相应的替换和维修；比较于力矩电机，本实用新型的电机不需要励磁电流，可以节省电能，其电机效率在60％以上；与机械变速装置相比较，本实用新型电机的变速控制装置体积小，能够做到无级调速；
4）使用了电子线路，可以使电机工作在最佳状态，同时比较于机械摩托车减少了噪声、降低了产品的成本。
以下结合附图对本实用新型一种电动摩托车的实例作详细描述。
图1是一种电动摩托车的正视图。
图2是图1电动摩托车的俯视图。
图3是图1电动摩托车的电动机和车轮剖视图。
图4是电动机隐极磁圈转子的示意图。
图5是电动机转子的剖视图。
图6是电动转子磁钢的示意图。
图7是电动机电枢的示意图。
图8是电动机控制装置的原理方框图。
图9是电动机起动加速控制原理的方框图。
图10是电动机正常运转控制原理的方框图。
图11是一种可控硅变流电路控制装置和电器的接线示意图。
图12是电动摩托车发光二极管显示的速度表原理接线示意图。
参照图1，电动摩托车设计为包括前轴电机［2］和后轴电机［15］，也可以只装一个，配备电机控制装置线路板［36］、变压器［35］和附加电源，组成电力驱动系统。另外配备摩托车车架、车轮和其他零部件。其中有前轮［1］、前轮泥板［3］、前叉减震筒［4］、大光灯［5］、方向灯［6］、把手［7］、方型框架［10］、隔离托板［8］、鞍垫［9］、坐椅［11］以及后叉减震筒［12］、后轮泥板［13］、后轮［14］防震弹簧［22］、尾灯［23］和摩托车撑架［20］。
参照图2，图1所示电动摩托车的俯视图中可以看到摩托车前部的控制系统的按钮、中部的蓄电池［32］和其他零部件。其中有大光灯开关［16］，反光镜［17］、加速按钮［18］和喇叭按钮［19］、踏脚［21］、刹车灯及方向灯［24］、牌照板［25］、以及喇叭［34］、电流表［26］、电压表［27］、速度表［28］、方向灯按钮［29］、电源开关［30］、刹车踏板［31］和双联电位器［37］接触器按钮［38］。
车辆起动顺序是：打开电源开关K1［30］→打开钥匙开关K2［33］→按下接触器按钮J2［38］→起动后放开接触器按钮J2［38］并且通过手柄上的双联电位器R5、R6［37］控制电动机运行速度。
参照图3，电动机［40］可以安装在前轮或者后轮的中心。车轮和电机的构造是外胎［41］和内胎［42］安装在钢圈［43］上，辐条［44］连接了钢圈［43］和轮毂［45］，轮毂［45］的内圆上通过紧固铝圈［46］将转子的磁圈［60］及磁钢［47］紧固安装，转子和紧固铝圈［46］由轮毂内圆一侧的挡肩和另一侧带有螺纹的紧固圈［55］限制其轴向窜动。车轮通过支承盖［50］、［56］和其轴承［54］安装在车轮轴［53］上，轴承［54］外面用螺钉［51］固定安装有轴承盖［52］。车轮轴［53］的中间部分固定安装有电枢［48］和电枢绕组［49］，电枢［48］的轴向窜动由车轮［53］的轴肩和挡圈［58］限制。
车轮的刹车环［59］安装在一侧支承盖［56］的外侧。
电枢的绕组［49］是由两个线圈组成，绕组也可以由更多的线圈组成，线圈是正弦绕组，线圈的轴线在空间的相隔90度。当变流控制电路控制的电流通过绕组时，在电机中形成旋转磁场及其转矩，使电机转子随之运转。
参照图4和图5，电机［40］的转子包括有隐极磁圈［60］和成对的磁钢［47］。硅钢片组成的磁圈［60］中镶入两对磁钢［47］，它们的外圆上套有紧固铝圈［46］，转子呈圆环形，其剖面如图5所示。
参照图6，转子的磁钢［47］呈圆弧形，其横截面为矩形，可以镶嵌在转子磁圈［60］的凹槽中。
参照图7，电枢［48］的硅钢片的形状如图所示，中心孔上开有键槽，车轮轴［53］穿过中心孔通过键与电枢［48］连接。当车轮轴［53］固定在车架上时，电枢［48］即以车轮轴［53］为中心轴固定起来。
参照图8，电机［40］的控制装置是由电子线路和控制元件组成的。它们的工作原理是由蓄电池作为直流电源，通过转换接触器和频率控制器，由直流断续器输出的可变电压直流电或者由逆变器输出的变频交流电，调节电机［40］的转速和转矩。
实际应用中，电动摩托车起动时，转换接触器接通直流断续器电路，电机达到一定的转速时，转换接触器断开直流断续器电路，接通逆变器电路，电机转入正常工作运转。电机的运转速度由频率控制器发出的触发信号来控制。
参照图9和图10，电机［40］的控制装置可以有多种不同的控制方法，一种是直流电源通过逆变器，将交流电输入电机［40］，由频率控制器发出不同频率的触发信号控制逆变器输出交流电的频率。其原理方框图如图9所示。
电机［40］的另一种控制方法是由直流电源通过直流断续器，将断续的直流电输入电机［40］，由频率控制器发出不同频率的触发信号，把固定电压的直流电源变成大小可调的直流电源，从而实现电机的调速，其原理方框图如图10所示。
参照图11，电动摩托车一种可控硅晶体管变流电路组成的电机控制装置，它的线路包括多谐振荡器电路，并联逆变器电路F、直流断续器电路Q。
多谐振荡器包括三极管T1、T2、T3和T4，二极管D1、D2，电容C1、C2，电阻R1、R2、R3、R4和双联可变电阻R5、R6。振荡器的触发信号从A0和B0端输出，触发信号的频率可以是2－50赫，频率的大小由双联可变电阻R5和R6控制。
当接触器Z控制的触头J1在常开位置时，蓄电池E的直流电源经过电源开关K1、线圈G1钥匙开关K和转换触头J1，通到逆变电路F。电路中包括有可控硅TG1、TG2，二极管D3、D4，电容C3，线圈G2和变压器BA、可控硅TG1和TG2的控制极A和B与振荡器输出端A0和B0连接。
逆变器输出的交流电通过Z触头进入电机D的绕组线圈La和线圈Lb，使电机运转。线圈La与两个并联的电容C5、C6串联后，再与线圈Lb并联。由加速按钮J4控制的电容C5接入和断开。
当按下按钮J2时，J1和Z触头吸合，蓄电池E的直流电源通到直流断续器电路Q。电路中包括有可控硅管TG3、TG4二极管D5、D6，电容C4。
直流断续器电路Q的两个可控硅TG3和TG4并联，可控硅TG3和TG4的控制极A′和B′与振荡器输出端A0和B0连接。当多谐振荡器触发A′通路时，电流流过La线圈；当多谐振荡器触发B′通路时，电容C4使TG3截止，电流流过Lb线圈，电机即随之运转。电机的速度取决于触发信号的频率。
当安装两个驱动电机［40］时，电机并联接在电源线上。
线路中其他元器件是电流表A和电压表V，喇叭RB及其按钮J3，闪光发生器TX和前后方向灯H4、H5、H6、H7及其开关K3，尾灯、牌照灯H2、H3及其开关K4，大光灯H1及其开关K5。
参照图12，发光二极管显示的速度表，由可以安装在车轮支承盖［56］上的若干个旋转磁铁与安装在车架上的线圈G3发出感应信号。感应信号经过可变电阻R7和电容C5、三极管T6、T7、T8的调整和放大，并且由连在电源上的各个发光二极管显示出来。发光二极管的显示回路中包括各发光二极管D7、D8至D27、D28，三极管T9、T10至T29、T30二极管D29、D30至D48、D49，电阻R11和R12、R13和R14至R51和R52、R53和R54，回路中还设有电解电容C6，它们的连接如图所示。接在电源上的各个发光二极管，随着感应信号的增强，从D7开始逐个被导通而发光，因而车轮的转速被发光二极管导通发光的个数显示出来。