专利名称：电动车用永磁无刷电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种永磁无刷电机，具体说是涉及-""种电动车用永磁无刷 电机。
背景技术：
电动车对于电机的要求通常是起动力矩较大、运行效率较高、使用寿命 较长、变速较方便等。目前电机分为有刷电机、无刷电机以及开关磁阻电机。 应用无刷电机较多。但是，现有的无刷电机存在一些缺点，如起动力矩较小， 低速时的转矩波动较大(转矩波动较大时，乘车人感觉不舒服)，大电流时工 作效率低等。现有的无刷电机，它的定子组件中包含16个极，48个槽，其槽数/极数=48/16 = 3，为整数。因此，在电机转动过程中有16个槽同时通过磁 场的交界，它产生的力矩波动的幅值是单个槽通过磁场的交界处力矩波动的幅 值的16倍，导致其转矩波动较大。而且，它的绕组线圈的跨距较大，为从第 一个槽到第四个槽，导致线圈的端部较长(跨3个极距)，使得电磁线用量增 加，浪费资源，同时降低电机的性能。发明内容本实用新型的目的为了克服上述现有技术无刷电机的缺点，为了提高无刷 电机的起动力矩和运行效率，降低无刷电机的力矩波动；提供一种使其力矩波 动较小、电机效率较高、起动力矩较大、使用寿命较长、变速较方便的电动车 用永磁无刷电机。本实甩新型为了达到上述的目的，所采取的技术方案是，它包括含有槽齿的 定子组件，由磁钢和磁轭圈构成的转子，三相星形连接结构的绕组以及置于绕 组上的位置传感器，每个绕组线圈的两个有效工作边分别位于两个相邻的槽 中，每相绕组线圈的个数为奇数，定子组件中槽数的基数a为电机相数的整数 倍，转子中极数的基数b等于槽数的基数ail，槽数与极数之比为分数值。
电机的工作过程电机工作时，通过位置传感器对转子中磁钢位置进行检 测，将绕组对应磁钢的位置信号传送到电机的控制器内，由电机控制器进行逻 辑判定后对相应绕组提供规定的电流导通方向，使得三相绕组中的两相绕组通 电，并使通电绕组产生同一转向的力矩，另---相绕组暂不通电；当电机转过-定角度后，绕组和磁钢的位置发生变化后，位置传感器将变化后的绕组和磁钢 的位置关系及时传送到控制器，由控制器控制对应的两相绕组按规定的方向导 通。使得通电绕组产生的力矩方向与之前保持一致。本实用新型的无刷电机由于每个线圈的两个有效工作边分别放置在两个 相邻的槽中，使得线圈的端部不工作的部分的长度为1个极距，达到了最小的 尺寸，为短距绕组。它降低了电磁线的用量，降低了电机的原材料成本，同时 也降低了电机的内阻，降低了电机的铜损，提高了电机的效率。同时使得同一 绕组下相邻的两个极所产生的磁场方向相反，减少磁场回路的路径，降低硅钢 片极与极间的磁轭面积，减少硅钢片的用量，降低原材料成本。因上述的原因， 还同时降低电机的重量，提高单位重量的能量输出率。因为本实用新型的电机 对资源的消耗得到降低，因而用于每年产量很大的电动车l:.，将会节省相当可 观的资源。如上述本实用新型的电机结构，因为极数的基值b为槽数的基值ail，槽 数的基值a为电机相数的整数倍，由于电机相数至少是3相(通常是三相或四 相)，每相绕组线圈的个数为奇数，所以每个绕组包含至少3个线圈，每个线 圈至少占用3个槽，因此，槽数的基值a^9;同时-，槽数的基值和极数的基 值可同比例的整数倍扩大。如上述本实用新型的技术方案中，槽数与极数之比 为分数值，因此，电机在运行过程中，同时通过磁场的交界的槽数为3 (与同 步放大倍数相同)，使得电机在运行时，齿槽产生的力矩波动得到较大幅度的 降低，而力矩波动的频率得到较大的提高，使乘车人感觉不到力矩的波动，人 也就不会感觉不舒服；同时，对于较多的槽数及极数来说，将有利于将电机的 直径做大，而电机的直径越大，电机输出的力矩就越大；同时磁钢若采用高性 能的钕铁硼磁钢(稀土磁钢)，就更能提高电机效率，减少电机体积和重量， 提高了电机输出的转矩，提高了电动车的起动性能和爬坡性能。
图1为外转子电机结构的示意图； 图2为内转子电机结构的示意图； 图3a、 3b、 3c为绕组展开的示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型电机的结构特征。 如图1、 2、 3a、 3b、 3c所示，本实用新型电机包括定子组件1，由磁钢 201和磁轭圈202构成的转子2，三相星形连接结构的绕组3以及置于绕组3 匕的位置传感器4 (图3a、 3b、 3c示)，每个绕组线圈的两个有效工作边分 别位于两个相邻的槽中，每相绕组线圈的个数为奇数，定子组件中槽数的基数 a为电机相数的整数倍，转子中极数的基数b等于槽数的基数ail，槽数与极 数之比为分数值。在本实施例中，绕组线圈的节距为l，为短距绕组。 在本实施例中，电机的相数为3相，如图3a中的A相、B相、C相，每相 绕组线圈的个数为奇数，所以每个绕组最少包含3个线圈，每个线圈最少占用 3个槽，电机最小的槽数的基值F9，极数的基值b二a十l二10;将槽数的基 值a增大3倍，a二27，则极数的基值b = 28，槽数/极数=27/28，将其同步放 大3倍为81/84，如图3a、 3b、 3c所示。这个比值为分数，不是整数。这样， 当电机在运行过程中，同时通过磁场的交界的槽数为3 (与同步放大倍数相 同)，使得电机在运行时的齿槽产生的力矩波动幅值降低为原来的1/28，而 力矩波动的频率提高为原来的28倍，使乘车人感觉不到力矩的波动，人也就 不会感觉不舒服。本实施例绕组展开完整的图是由图3a图面的右边连接图3b图面的左边， 图3b图面的右边连接图3c图面的左边组成，即三幅图前后连接起来为整体绕 组展开的图。图3a、 3b、 3c中槽101为81个槽(对84极的磁钢)，线圈的 两个有效工作边102分别放置在两个相邻的槽101中，本实施例中，81个槽 对84个极，这算是比较多的槽数和极数。绕组是三相两两通电星形连接的结 构，绕组绕制方向和接线(上下层绕组的连线)的结构如图3a、 3b、 3c中所 '〗「
权利要求1.一种电动车用永磁无刷电机，它包括含有槽齿的定子组件，由磁钢和磁轭圈构成的转子，三相星形连接结构的绕组以及置于绕组上的位置传感器，其特征在于每个绕组线圈的两个有效工作边分别位于两个相邻的槽中，每相绕组线圈的个数为奇数，定子组件中槽数的基数a为电机相数的整数倍，极数的基数b等于槽数的基数a±1，槽数与极数之比为分数值。
2. 根据权利要求1所述的电动车用永磁无刷电机，其特征在于绕组线 圈的节距等于1。
3. 根据权利要求1所述的电动车用永磁无刷电机，其特征在于每个绕 组至少包含3个线圈。
4. 根据权利要求1所述的电动车用永磁无刷电机，其特征在于每个线 圈至少占用3个槽。
5. 根据权利要求1所述的电动车用永磁无刷电机，.实特征在于所述的 槽数的基数a^ 9。
专利摘要一种电动车用永磁无刷电机，它包括含有槽齿的定子组件，由磁钢和磁轭圈构成的转子，三相星形连接结构的绕组以及置于绕组上的位置传感器；每个绕组线圈的两个有效工作边分别位于两个相邻的槽中，使得线圈的端部不工作的部分的长度为1个极距，达到了最小的尺寸，为短距绕组；每相绕组线圈的个数为奇数，定子组件中槽数的基数a为电机相数的整数倍，极数的基数b等于槽数的基数a±1，槽数与极数之比为分数值。为此，使得电机在运行时，齿槽产生的力矩波动得到较大幅度的降低，而力矩波动的频率得到较大的提高，使乘车人感觉不到力矩的波动，人也就不会感觉不舒服。
文档编号H02K29/08GK201018383SQ200720066988
公开日2008年2月6日 申请日期2007年2月2日 优先权日2007年2月2日
发明者陈小华 申请人:上海正荆机电科技有限公司