[实用新型]电动汽车用永磁直流无刷电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动机，具体说是涉及一种高效节能、调速范围宽的电动汽车用永磁直流无刷电机。 

背景技术

随着汽车家庭化进程的加快，汽车给城市污染带来的问题也越来越突出，为致力于解决此问题，高效率、低排放的电动汽车正受到高度重视。大力开发电动汽车将成为必然趋势，而城市车辆和轿车是优先向电动化发展的汽车种类。自1996年来，已有3种类型的电动汽车问世，即纯电动汽车 、混合动力电动汽车以及燃料电池电动汽车。 

电动汽车虽然种类不一，但所用的牵引电机基本上大同小异。电动汽车在不同时期采用了不同的牵引电机。最早采用的是直流牵引电机。随着电子技术和自动控制技术的发展，交流电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机显示出比直流电动机更为优越的性能，这些电动机正在逐步取代直流电动机。 

直流电动机的容量范围大，可以根据需要选用。其制造技术和控制技术都较成熟，驱动系统也较简单，价格便宜。但直流电机在结构上有电刷、换向器等易磨损件，因此存在维修保养困难、寿命较短、使用环境要求高、结构复杂、效率低、质量大以及体积大、耗材多等缺点。目前新研制的各种电动汽车已基本上不再采用直流电动机。 

三相鼠笼式牵引电动机虽然具有结构简单、坚固耐用、工作可靠、维护方便、价格便宜等优点，得到了非常广泛的应用，但仍然存在技术上的难点。如变频器所产生的高次谐波、高附加铜耗及铁耗、高的绝缘介质损耗、附加脉动转矩、电磁噪声等。 

开关磁阻电动机是一种新型电动机，其结构简单、坚固、工作可靠，在低速时具有较大的转矩，但在低速时振动大、噪声大、效率偏低，能量回馈差，控制复杂，应用较少。 

发明内容

本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种电动汽车用永磁直流无刷电机。本实用新型的在相应的控制器的控制下，可实现低速大转矩运转，又可实现无级调速。 

本实用新型的电动汽车用永磁直流无刷电机包括压装在机壳内壁上的定子铁芯，嵌装在定子铁芯线槽内的定子线圈，压装在电机轴上的转子铁芯，环绕转子铁芯圆周沿其长度方向以均布的方式设置有若干个条形凹槽，在每个凹槽以固结的方式设置的一块条形永磁体、在永磁体上套装有不锈钢圈；在电机轴非轴伸端的端盖内侧、与永磁体端面相对应的位置处设置有带霍尔传感器（位置传感器）的半环状结构的PCB板。 

本实用新型环绕所述转子铁芯本体加工有若干个用来通风和减少电机的重量轴向通孔； 

本实用新型中所述的带霍尔传感器的半环状结构的PCB板包括PCB电路板，固定连接在PCB电路板上的用于精确检测电机转子的位置的多个霍尔传感器： 其所述霍尔传感器之间按15o夹角排列。

更具体说：本实用新型中所述的定子铁芯由硅钢片叠压而成，定子绕组嵌装于定子铁芯槽内（若为模块化冲片，定子线圈绕好后直接套在定子齿上，槽满率高，便于批量化生产），将定子铁芯压人定子机壳中，完成定子部分的装配。将转子铁芯套在电机轴上，永磁体粘贴于转子铁芯表面，为了防止电机高速旋转时永磁体脱落，在永磁体外圈套一个不锈钢圈。轴承安装在电机轴上，分别放在转子铁芯两端，起到支撑电机转子的作用。两电机端盖安装在定子机壳两端，支撑起电机两轴承，从而支撑起电机转子。 

本实用新型的工作原理是：当电机定子线圈中按逻辑关系通入直流电时，功率管导通，相应的定子绕组中，就有电流通过并产生磁场，该磁场与永磁转子磁极相互作用便产生力矩，使电动机转子旋转，由于霍尔传感器（位置传感器）正对着永磁体旋转端面，真实的代表了电机永磁体的N、S极位置，即电机转子位置，随着转子的旋转，控制霍尔传感器相应的导通或关断，形成脉冲信号，输出给控制器，控制器按照逻辑关系控制功率管的导通、使电机各相绕组按逻辑关系通电或关断，从而电枢绕组中的电流随着转子位置的变化依次序换向，使电枢磁场步进式旋转，电动机的转子就连续不断地旋转下去。 

本实用新型与现有技术相比的优点在于： 

①                  高效率。无刷直流电动机转子上即无铜耗又无铁耗，其效率比同容量异步电动机提高5-12%。

②                  功率因数高。 无刷直流电动机无须从电网吸取激磁电流，功率因数接近1。 

③                  启动转矩大，启动电流小。无刷直流电动机的机械特性和调节特性与他激直流电动机柜控时相应特性类似，所以它的启动转矩大，启动电流小，调速范围宽，但没有因电刷换向器引起的缺点，电子换向取代了机械换向。