专利名称：汽车无刷直流电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机，特别是一种汽车无刷直流电动机。
背景技术：
当前汽车工业已成为我国经济发展新的增长点。增长速度之快，出人 意料。在今后数十年内，汽车工业是推动社会现代化进程的重要动力，是 新型工业化的支柱产业。然而，汽车工业的发展也带来了严重污染和燃油 能源消耗过多的两大问题。而对于我国汽车拥有量的增加，这些矛盾就更加突出。据有关资料介绍，2000年我国进口燃油7000万吨，预计2010 年后超过l亿吨，相当世界上第一大产油国科威特一年总产量。国家环保 中心预测2010年尾气排放占空气污染源的64%。显然，加剧使用传统内燃机技术发展汽车工业，将会给我国的能源安全和环境保护造成巨大影 响。因此积极发展电动汽车是节约能源消耗、减少污染的重要措施之一。
电动汽车公害少，节约石油消耗，结构简单，维修容易，使用寿命长， 受到世界各国的青睐。永磁无刷直流电动机与相同功率的其他类型的电动 机相比，体积小，质量轻，在质量、效率、价格等方面有相当明显优势， 永磁无刷电动机没有电刷和滑环等零件，结构更简单，性能更可靠，环境 适应性好，更加适合作为电动汽车的驱动电动机。由于采用方波供电，在 相同的峰值电压和峰值电流下，方波电流和方波磁场相互作用产生的转矩 要大，所以永磁无刷电动机可以输出较大的电磁转矩，永磁无刷电机效率 高，且使用年限较长，具有可以长期不用更换的特点。
但是，目前用于电动汽车的永磁无刷直流电动机，釆用的仍然是传统 的旋转式电枢的永磁直流电动机，其驱动电动汽车车轮的变速传动机构也 一直沿用复杂的齿轮变速传动机构。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、合理，具有节能环保功能的 汽车无刷直流电动机。
其技术方案是 一种汽车无刷直流电动机，包括嵌有电枢绕组的电机 定子和装有稀土永磁钢的电动机转子，其特征在于所述电动机转子为车 轮的轮毂，轮毂的内径上安装一圈稀土永磁钢；嵌有电枢绕组的电机定子 固定在车轮轴上。
其技术效果是由于将永磁无刷直流电动机直接安装在汽车的轮毂 内，因此，其结构紧凑、简单、合理，采用蓄电池供电，具有节能环保功 能。同时，通过电气控制即可实现对电动机的调速和由电动机直接驱动车 轮，从而省去汽车内复杂的齿轮变速传动机构，使汽车结构也大为简化， 质量大为减轻。特别适合对于运行车速较低的各种车辆使用，如城市环保 用清扫车、旅游景点的交通用车、工厂车间之间的厂内运输车、高尔夫球 场交通车、市内出租车汽车。
图1为本实用新型结构示意图2为图1的A—A剖视图3为三相绕组展开图4为六绕组展开图。
具体实施方式
如图1、 2所示， 一种汽车无刷直流电动机，包括嵌有电枢绕组的电 机定子和装有稀土永磁钢的电动机转子。电动机转子为车轮1的轮毂2， 轮毂铸造而成。在车轮的轮毂内径上安装一圈十二条稀土永磁钢7(钕铁硼 磁体)，组成六对磁极。电枢和车轮轴为一体，在轮毂两侧上分别安装端 盖3和轴承6。
电动机定子8由0. 5mm厚的硅钢片叠合起来.它的外围表面上均匀分 布着48个槽，铁芯是装在车轮轴4上的。在槽内嵌有三相或六相绕组5， 三相绕组，A—a、 B—b、 C一c ，分别在空间位置互相间隔120°,三相绕 组的末端a、 b、 c连接在一起，形成三相星形接法见(图3)。六相绕组A 一a、 B—b、 C一c、 D—d、 E—e、 F—f，分别在空间位置互相间隔60 °， 六相绕组的末端，a、 b、 c、 d、 e、 f连接在一起，形成六相星形接法。见 (图4)。绕组采用单股线径为O. 59mm的多股高强漆包线并绕而成。同时
采用霍尔元件做每相磁极位置传感器s，分别镶嵌在定子铁芯外围表面上 的凹槽内。电动机引线用不同颜色的绝缘导线从车轮轴的中心孔引出与外 部的控制器连接。
控制器(电子开关换向器)主要是由集成电路、驱动开关、(P丽)脉宽 调制电路、功率场效应管、传感器等组成。当电动机工作时.首先由安放 在定子铁芯上的开关型霍尔元件检测到磁极位置，以开关方式发出数字脉 冲信号，提供给控制器。控制器得到信息后，集成电路按预先设定的逻辑 开关程序.根据传感器(霍尔元件)信号按顺序分别送至相应驱动模块，同 时也送入P丽脉宽调制信号.使功率场效应管按时序顺序分别导通和截 止.使电枢上的每相绕组得到正负方向变化的电流。形成电子换向。使电 枢建立旋转磁场。功率场效应管的导通和截止时间由信号控制(PWM)脉宽 调制电路的方波占空比来实现无级调速。
该机的转子采用稀土永磁钢做磁极.因此转子磁通O是固定的。在这
种情况下电枢电压U与电流I s及反电动势Es之间有如下关系U二Es+I sRs ， 而反电动势Es《e①n。则转速n二U-IsRs/Ce①.从这个关系式可以看出， 当电动机负载一定时，电动机的转速与电压及磁通O有关.因此电枢上的 电磁转矩是和电压的平方成正比.因而只要改变电枢的端电压就能实现无 级调速。调速的方法很多，但采用P丽脉宽调制方式可增强转子的转矩输 出硬度，因而不同于其他改变导通角度降压的调速方式。
由上可知直流电动机无论是电子换向还是有刷换向，只要磁极的对数 和磁通①固定，电机端电压变化。必然使转子的转速发生变化，转速的变 化又使换向的次数发生变化，电机端电压、转速、换向频率、它们之间是 一种逻辑循环关系。
权利要求1、一种汽车无刷直流电动机，包括嵌有电枢绕组的电机定子和装有稀土永磁钢的电动机转子，其特征在于所述电动机转子为车轮的轮毂(2)，轮毂的内径上安装一圈稀土永磁钢(7)；嵌有电枢绕组的电机定子(8)固定在车轮轴(4)上。
2、 根据权利要求1所述的一种汽车无刷直流电动机，其特征在于所述轮毂两侧上分别安装端盖(3)和轴承(6)。
专利摘要一种汽车无刷直流电动机属电机技术领域。其目的是提供一种结构简单、合理，具有节能环保功能的用于电动汽车的永磁无刷直流电动机。其技术方案是电动机转子为车轮的轮毂(2)，轮毂的内径上安装一圈稀土永磁钢(7)；嵌有电枢绕组的电机定子(8)固定在车轮轴(4)上。由于将永磁无刷直流电动机直接安装在汽车的轮毂内，因此，其结构紧凑、简单、合理，采用蓄电池供电，具有节能环保功能。同时，通过电气控制即可实现对电动机的调速和由电动机直接驱动车轮，从而省去汽车内复杂的齿轮变速传动机构，使汽车结构也大为简化，质量大为减轻。特别适合对于运行车速较低的各种车辆使用。
文档编号H02K1/27GK201194366SQ20082003250
公开日2009年2月11日 申请日期2008年2月9日 优先权日2008年2月9日
发明者张尚东, 王汝崎 申请人:王汝崎;张尚东