一种永磁电动装置与含有该装置的电动车的制作方法_2

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包括校正步骤,所述校正步骤将cP为0作为基准座标和基准时 间,通过传感装置获知转子单元趋近/相对/远离定子单元的位置状态。
[0034] 所述电源调制器对电动装置的驱动通电和制动通电的逻辑关系设置为或。
[0035] 优选的,所述输出电流控制步骤包括:
[0036] 1)驱动操控装置9对电源调制器1无输入指令时,电源调制器休眠;
[0037] 2)驱动操控装置9给出加速指令时,电源调制器1输出时序电流;
[0038] 3)当电动装置转速或通电频率达到设定的阔值时,所述的电源调制器断电。
[0039] 本实用新型还公开了所述电动车配置二次电池组8b的一种增程方法,该方法在 电动装置运行中需要为二次电池组8b持续补充电能,或当二次电池组实时电压或残存容 量值低于所设定的阀值时,启用电能补充装置18为二次电池组补充电能。
[0040] 本实用新型针对所述电动装置的设计特点,对电源调制器植入优化的数控编程逻 辑,使之实现高效节电。所述电动装置应用于电动车可使用一次电池或二次电池,所述的 一次电池包括所有一次性放电的电池和各种燃料电池,例如锋空气电池、侣空气电池W及 氨转换电能等可提供一次性电能的装置;所述的二次电池包括所有放电后可反复充电的电 池,例如裡电池、铅电池、金属储氨电池等。鉴于目前电动车市场所配用二次电池的储能密 度较低,本实用新型针对该一技术现状设计了旨在对二次电池补充电能的增程系统,有效 解决电动车续行里程短的公知主要问题。
[0041] 本实用新型的优点在于:电动装置具有时序供电控制带来的节能效果,增程系统 可有效克服电动车续行里程短的主要问题,W此方案进行设计的电动装置结构简单、组合 多样化、成本低,有效适应高端节能电动车的设计要求。
【附图说明】
[0042] 图1是一种传统4极永磁有刷直流内转子电机的结构示意图。
[0043] 图2a是本实用新型电动装置电机本体的一种基础结构示意图。
[0044] 图化是永磁体转子单元在转体的一种磁极设置示意图。
[0045] 图2c是永磁体转子单元在转体的另一种磁极设置示意图。
[0046] 图3a是定子单元柱型绕巧设置为与转体法线垂直的示意图。
[0047] 图3b是定子单元柱型绕巧设置为与转体法线重合的示意图。
[0048] 图3c是定子单元凹型绕巧上部正对转体内缘的结构示意图。
[0049] 图4a是转子单元所受电磁力的方向分解及绕轴形成动态夹角cp示意图。
[0050] 图4b是转子单元与定子单元处于同轴法线的状态示意图。
[0051] 图5a是电源调制器的基本工作逻辑示意图。
[0052] 图化是一种实现电源调制器的数字技术逻辑的模块组合示意图。
[0053] 图5c是电源调制器增设电磁制动装置输入端的工作逻辑示意图。
[0054] 图6是电源调制器输出电流呈周期性通断的时序示意图。
[00巧]图7a是一个定子单元组合8个转子单元的一种局部结构示意图。
[0056] 图化是转体逆时针旋转对应的一种通断电时域示意图。
[0057] 图7c是对应一个定子单元组合8个转子单元的一种通电逻辑示意图。
[0058] 图7d是转体顺时针旋转对应的一种通断电时域示意图。
[0059] 图8a是两个定子单元组合8个转子单元的一种局部结构示意图。
[0060] 图8b是12个定子单元组合12个转子单元的一种局部结构示意图。
[0061] 图9a是增程系统对二次电池组充电的一种逻辑控制结构示意图。
[0062] 图9b是增程系统对二次电池组充电的另一种逻辑控制结构示意图。
[0063] 图10a是本实用新型应用于电动两轮车的一种局部结构示意图。
[0064] 图10b是本实用新型应用于电动两轮车的一种局部结构示意图。
[0065] 图10c是本实用新型应用于电动四轮车的一种局部结构示意图。
[0066] 附图标识:
[0067] 1、电源调制器;la、直流电源输入端;化、时序电流输出端;1C、感应信号输入端; W、行车信号输入端;1曰、制动信号输入端;2、减速/变矩装置;3a、定子单元;3b、转子单 元;3c、传感单元;气隙;4、车架;5、定体;6、转体;7、轮轴;8、电池组;8b、二次电池组; 9a、驱动操控装置;9b、电磁制动装置;10、同轴法线;11、车轮切线;12、绕组两极方向连线; 13、永磁体;14、间隔;17、逻辑充电装置;18、电能补充装置;學、转子单元绕轴的动态夹角。
【具体实施方式】
[0068] 下面结合附图和实施例进一步对本实用新型进行详细说明。
[0069] 本实用新型所述电动装置的电机本体基础结构如图2a所示,至少4个转子单元的 N/S磁极环绕转体同极向设置,与常规技术N/S磁极交替排布的方案不同。定子单元3a由 良导线环绕磁巧而成的,所述良导线通常使用铜材或锻铜金属,所述磁巧使用常规磁介质 材料,该类磁介质为本领域技术人员公知的一种在磁场作用下内部状态发生变化、并可产 生更强附加磁场的物质。
[0070] 参见图化,转体6外缘设置一个转子单元3b,S极面向转体内,定体5靠近转体的 部位设置一个定子单元3a,两者运动相对的气隙3d足够小,如果定子单元通电的N极面向 转体,则转子单元趋近通电的定子单元时,会受到其电磁力吸引而使转体加速运动;在另一 个实施例中,转子单元的S极运动相向定子单元,定子单元绕组通电的N极逆转体旋转方向 与其相对,两者磁作用同样为相吸,如图2c所示;该定子单元电磁极与转子单元相吸关系 设置是本实用新型电动装置的基础模型。
[0071] 转子单元绕轴所受力与定子单元电磁场作用于转体的区间相关,对一个绕巧为柱 状或工字形的定子单元,其电磁力线穿越气隙的最大区间,对应于电磁极两极连线12与转 体的相应法线10垂直(与相应切线11平行)的状态,如图3a所示;柱状或工字形绕巧亦 可设置为电磁极的两极连线与转体的相应法线重合,如图3b所示,该设置方式通常为多个 定子单元组合排布时选用。对于凹型绕巧,其电磁力对转子单元的作用区间,位于凹型绕巧 上部正对转体的两端范围内,如图3c所示。
[0072] 转子单元在转体上绕轴运动时,其所受电磁力F可分解为同轴法线10方向Fi。与 绕轴切线11方向。1,其中对绕轴有贡献的是F。;同时,转子单元和轴所确定的法线与定子 单元和轴所确定的法线形成了一个动态夹角9,其绕轴趋近定子单元的切线方向与所受到 电磁力F作用方向重合为一特殊状态,此时夹角9为定值中T,如图4a所示;转子单元所受 电磁力的有效作用区间,位于W9为0状态为基准的+9T位置区间内(所述+根据转体的 旋转方向而相对定义)。当<?为〇时,Fi。为最大值,Fu为0,此时对转子单元绕轴无贡献, 如图4b所示。Fii和Fi。为一对此消彼长的运动变量,其理论强弱变换Wq>T/2为分界点,在 cP>(|)t/2的状态表现为W切向驱动力Fii为主,在cp<cpT/2的状态表现为W法向制动力Fi。 为主。
[0073] 本实用新型电动装置的驱动技术方案为;电源调制器对应q>T/3《(p《(pT的状态时 域通电,其余时域断电;当设计目标为节电时,优选邱甚至邸对 应的时域通电;当需要充分利用转体的转动惯量时,优选(Pt/2《(p《cpt化午;(pt/3《(P《(Pt 对应的时域通电;因(P<(Pt/2的状态W制动力Fi。为主,在cp<q>T/3状态通电对驱动已失去 优化意义;所述该驱动电流的通断时域如图6所示,其中Ti为通电时间,T2和T。均为断电 时间,化+T2+T。)构成了时序驱动电流周期T。本实用新型电动装置的制动技术方案为: 电源调制器对应T2和T。的部分时域或全部时域设置为通电,所述T2为转子单元绕轴对应 0《cp《cpT/3的时域,所述T。为转子单元远离定子单元的时域,同理,因(p在>cpT/3状态存 在可观的切向力Fii,对制动无益。
[0074] 上述根据状态的通、断电控制,可近似变换为相对时间控制,因为电源调制器 通过时序校准容易判知夺从到cp为0、即化+T2)的时间段,只要设定Ti与T2的相对时 间,即等价于对相应状态的通、断电时域控制;例如控制(P对应中T至cpT/2的时域通电,可 简要设定为在(T1+T2)的时间段起始1/2时域通电,之后1/2时域断电;同理,当控制cp对应 cPt/3至0的时域通电,可简要设定为在(Ti+T,)的时间段起始2/3时域断电,之后1/3时域 通电;(Ti+T,)是一个与转体转速相关的量,W时序周期的相对时间确定9T的状态在变速状 态时会出现偏差,该相对时间偏差由电源调制器对应为0的状态给予校准,在下一周期校 正。
[0075]Zcp为一个关联定子单元及转子单元设置方案的磁作用隐变量,通常是运用cp为 0及cp为CRT的显态位置作为传感装置判断电动装置内部相对位置的一种依据;(PT的精确 位置是一个与转体弧度、气隙间距、定子单元绕巧形状及其排布等参数相关的值,有多种理 论模型,具体设计时应经实验校准。电源调制器相应输出驱动或制动电流的工作逻辑可由 常规开关控制线路实现,也可采用CPU编程结合功率模块组电路实现,或采用大规模集成 电路技术制造的专用巧片实现。
[0076] 图7a是一个定子单元组合8个转子单元的局部结构示意图,定子单元在转体一个 旋转周期n分别与8个转子单元发生磁作用,电源调制器对应的理论时序电流划分为8个 (T1+T2+T。)周期,图化标示了一种设定T为31 /8、与转体逆时针旋转方向对应的Ti、T2和T。 示意时域,图7c为其中一个周期T的通电逻辑示意图。转子单元并非设置越多越好,其在 转体上的数目n受限于所受定子单元电磁力有效作用区间相应的空间占位,否则电源调制 器对应输出的时序电流周期会重叠。
[0077] 电源调制器启动供电的时刻和所设定的电流时序直接定义了转体旋转方向,当时 序电流
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