CN101795031B

CN101795031B - 一种用于电动车的永磁无刷变速电机及方法

Info

Publication number: CN101795031B
Application number: CN 201010131063
Authority: CN
Inventors: 杨荷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2030-03-23
Also published as: CN101795031A

Abstract

本发明涉及电动车驱动电机，具体的说是一种能够自动无级变速的电动自行车和电动摩托车用电机，其特征在于永磁无刷变速电机由电机、离心式转速感应调磁机构和减速器组成，电机轴的一端连接磁通分流器2，与转子同步旋转，之间有弹簧3；电机轴另一端连接推力盘10，推力盘为一锥面圆盘，圆盘内表面同支架8之间形成若干个径向分布的锲型空间，中间放置离心滚子9，电机轴1、转子支架8、离心滚子9和推力盘10构成离心机构。本发明与现有技术相比，同机械式变档调节比较，本发明是连续无极的调速，同机械式CVT无极调速(效率60～70％)比效率更高20％以上，同电控弱磁比，更适合普通隐极式转子。基本方法是在电机内部增加一个磁通分流机构，来达到弱磁扩速的目的，实现理想的驱动特性。由于机构简单，工作可靠，应用前景十分广阔。

Description

一种用于电动车的永磁无刷变速电机及方法

技术领域

本发明涉及电动车驱动电机，具体的说是一种能够自动无级变速的电动自行车和电动摩托车用电机。

背景技术

由于永磁无刷电机结构紧凑，体积小功率大效率高，技术成熟，因此小型电动车，特别是电动助力车几乎都采用了永磁无刷电机。但这种电机由于使用稀土永磁励磁，电机磁通几乎不可调，等功率可调速比低，对于实际的使用、工况变化范围需要更多的功率储备，这是很不经济的。

为了改进电动车的性能，业内先后研发过多种机械式变速电机，以及绕组可变的双速电机或三速电机，均因技术方案不够完善而未能广泛运用。

除了增加传统的机械变速***外，现有一种电控弱磁技术，参见《永磁电机的弱磁控制设计》《微特电机》2009-6期，中图分类号：TM341文献标识码：A,WENZ文章编号：1004-7018（2009）06-0041-05 ，但主要用于凸极式永磁同步电机。对于普通永磁无刷电机弱磁效果不理想。

发明内容

本发明的目地在于克服现有技术的不足，提供一种机构简单，工作可靠的电动车用永磁无刷变速电机。

为实现上述目的，设计一种用于电动车的永磁无刷变速电机，包括永磁体与转子，多极绕组定子，其特征在于永磁无刷变速电机设有离心机构和磁通分流机构和减速器，电机的定子由绕组4，定子铁芯5组成，定子铁芯与机壳过盈连接，机壳包括左箱体26，电机盖27，电机轴1通过第一轴承12、第二轴承13与机壳相连，电机轴上连接电机转子支架8、磁通分流器2、推力盘10；电机转子由永磁体6，转子铁芯7，转子支架8组成，转子支架与电机轴为花键连接，可带动电机轴旋转，并可轴向滑动，转子左端轴上设有磁通分流器2，磁通分流器与转子之间有弹簧3，转子的右端为离心调节机构，包括离心滚子9、推力盘10、电机轴1和转子支架8构成；其余零件组成减速器，包括油封11，轴连齿14，从动齿15，第三轴承16，第四轴承25，中间轴17，第五轴承19，第六轴承22，油封18，驱动轴20，大齿轮23，小齿轮24，传动箱体21。

限速器28限制转子最大位移和最高转速。

本发明与现有技术相比，同机械式变档调节比较，本发明是连续无极的调速，同机械式CVT无极调速（效率60～70%）比效率更高20%以上，同电控弱磁比，更适合普通隐极式转子。基本方法是在电机内部增加一个磁通分流机构，来达到弱磁扩速的目的，实现理想的驱动特性。由于机构简单，工作可靠，应用前景十分广阔。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明与现有技术对比图。

指定图1为摘要附图

1电机轴，2磁通分流器，3弹簧，4绕组，5定子铁芯，6永磁体，7转子铁芯，8转子支架，9离心滚子，10推力盘，11油封，12第一轴承，13第二轴承，14轴连齿，15从动齿，16第三轴承，17中间轴，18油封，19第五轴承，20驱动轴，21传动箱体，22第六轴承，23大齿轮，24小齿轮，25第四轴承，26左箱体，27电机盖，28限速器。

具体实施方式

结合附图对本实用新型做进一步说明,这种装置的制造技术对本专业的人来说是非常清楚的。

参见图1，电机的定子由绕组4，定子铁芯5组成，定子铁芯与机壳过盈连接。机壳包括左箱体26，电机盖27。电机轴1通过第一轴承12、第二轴承13与机壳相连，轴上连接电机转子支架8、磁通分流器2、推力盘10；电机转子由永磁体6，转子铁芯7，转子支架8组成；转子支架与电机轴为花键连接，可带动轴旋转，并可轴向滑动；转子左端轴上设有磁通分流器2，之间有弹簧3；转子的右端为离心调节机构，包括离心滚子9、推力盘10、轴1和转子支架8构成；其余零件包括油封11，轴连齿14，从动齿15，第三轴承16，第四轴承25，中间轴17，第五轴承19，第六轴承22，油封18，驱动轴20，大齿轮23，小齿轮24，传动箱体21组成减速器。

电机通电后，转子带动磁通分流器2和离心机构9+10转动，转速由0迅速提高，到设定转速时，在推力盘10的作用下，克服弹簧2的压力，开始移动转子，使转子离开定子，部分进入磁通分流器2，这是用机械方式实现的弱磁扩速，与先进的正弦波矢量控制弱磁扩速技术有异曲同工之妙，却极其简单易行。

减速器对变速后的转速按固定速比减速，使驱动轴输出的动力特性同车辆相匹配。

限速器28限制转子最大位移，限制最高转速，防止意外飞车。

参见图2，曲线a-b-c为普通永磁电机机械特性曲线，a-b-d为弱磁变速永磁电机机械特性曲线，额定功率都是500W。例如：b点功率Pb=50×10=500，d点功率Pd=12.5×40=500，c点功率约为4×20=80W,曲线同阻力曲线的交点ω1和ω2分别为两种电机的最高车速。ω2处的功率和车速为500W 35 km/h，ω1处功率为80W20km/h。性能提高80%左右。

Claims

1.一种用于电动车的永磁无刷变速电机，包括永磁体与转子，多极绕组定子，其特征在于永磁无刷变速电机设有离心机构和磁通分流机构和减速器，电机的定子由绕组（4），定子铁芯（5）组成，定子铁芯与机壳过盈连接，机壳包括左箱体（26），电机盖（27），电机轴（1）通过第一轴承（12）、第二轴承（13）与机壳相连，电机轴上连接电机转子支架（8）、磁通分流器（2）、推力盘（10）；电机转子由永磁体（6），转子铁芯（7），转子支架（8）组成；转子支架与电机轴为花键连接，可带动电机轴旋转，并可轴向滑动；转子左端轴上设有磁通分流器（2），磁通分流器与转子之间有弹簧（3）；转子的右端为离心调节机构，包括离心滚子（9）、推力盘（10）、电机轴（1）和转子支架（8）构成；其余零件组成减速器，包括油封（11），轴连齿（14），从动齿（15），第三轴承（16），第四轴承（25），中间轴（17），第五轴承（19），第六轴承（22），油封（18），驱动轴（20），大齿轮（23），小齿轮（24），传动箱体（21）。

2.根据权利要求1所述的一种用于电动车的永磁无刷变速电机，其特征在于限速器（28）限制转子最大位移和最高转速。