[实用新型]三相永磁无刷多挡轮毂电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动车的轮毂电机，更确切地说是涉及一种可以直接安装在轿车轮毂内驱动轿车行驶的三相永磁无刷多挡轮毂电机方面的发明。

背景技术

电动车对电机的速度及扭矩的技术要求：起步时需要大扭矩低速度，正常行驶时候扭矩需求低但要有很高的速度，在最低速和最高速之间要求有很宽的范围。

目前，公知的国内外电动车的驱动方式有如下几种：

一、采用绕组圈数和绕组线径固定的内转子电机，通过齿轮变速箱、传动轴及差速器，再经过后桥内左右传动轴将动力传递给车轮。

缺点是需要配备昂贵的齿轮变速箱，及一系列的机械传递，不仅消耗相当大的能量，而且还会增加车的重量和占据车内的空间。

二、采用绕组线径固定而绕组匝数根据速度需要改变的轮毂电机，直接装在车轮上驱动车轮行驶。

缺点：只能改变绕组的匝数，不能改变绕组导线的截面积，从而使绕组的额定电流受到了限制，额定功率也就受到了限制，不能满足汽车起步爬坡和高速行驶的要求。要想使电机功率和转矩达到汽车的技术要求则电机体积就要比轮毂内空间增大数倍乃至数十倍，而这样的体积已经无法以轮毂的方式装配在汽车轮毂上。

三、绕组圈数和绕组线径固定的轮毂电机，利用三项绕组“Y”接法和“Δ”接法转换来改变速度。

缺点：但由于绕组数据没有做相应调整，所以不适于大电流长时间运行，况且调速范围窄，调速梯度大，与电动汽车的要求相差甚远。

四、绕组和线径通过可控硅等电子开关元件切换，理论上可以实现改变电机转速和扭矩的功能，但可控硅额定电流最小也要选择200安以上的，体积很大，况且要实现电机绕组的切换功能，至少要20只左右的这样的可控硅，如果把这些可控硅都放入电机内部，那么电机的体积已经大到不能与车轮直接装配了，所以此方案也不具备可实施性。

由此可见，上述现有的电动车的轮毂电机仍存在有诸多的缺陷，而亟待加以改进。

有鉴于上述现有的电动车的轮毂电机存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年，积有丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种改进成型结构的三相永磁无刷多挡轮毂电机，能够改进一般市面上现有常规电动车的轮毂电机的成型结构，使其更具有竞争性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

本实用新型内容

本实用新型所要解决的主要技术问题在于，克服现有的电动车轮毂电机存在的缺陷，而提供一种新型结构的三相永磁无刷多挡轮毂电机，不仅使其功率大，转矩足够强，而且速度快、转速和扭矩变化范围宽。

本实用新型解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的三相永磁无刷多挡轮毂电机，是外转子电机，包括有固定在电机轴上的电机外壳、定子和转子，其特征在于：电机外壳由转子外壳和两端的内、外端盖构成，转子由空心圆柱体的转子外壳17和安装在转子外壳内侧的一组永磁体12构成，定子由定子铁芯和绕在铁芯上的三相定子绕组构成，电机定子线圈绕组装在定子线槽内用槽楔将线槽口封堵，电机定子安装在电机外壳内的电机轴上，在电机轴与定子线槽之间的定子铁芯空间内安装有用于换挡的磁保持继电器，磁保持继电器中又分别包含有三个同时动作的触点组，每个触点组上各有四个触头，电机定子中的三相定子绕组的每相定子绕组由绕有四个总匝数相同、绕组导线直径相同、绕组导线总截面积相同的相绕组单元组成，各相绕组单元线圈之间设置有绝缘层，每一个相绕组单元都能独立作为完整的相绕组使用，通过磁保持继电器对每相绕组中的四个相绕组单元实施串联、并联以及串联、并联混合连接的操作方式构成变挡，整个变挡动作过程中由机外的管理系统预先切断电机动力电源，待变挡完成后自动恢复供电，以免磁保持继电器触电烧毁，一挡起动时，每相绕组中的四个相绕组单元全部串联，二挡加速时，每相绕组中的四个相绕组单元两两串联成两组后再将串联好的两组并联，三挡高速运行时，每相绕组中的四个相绕组单元全部并联，三相永磁无刷多挡轮毂电机由多个转子和相对应的多个定子构成多组无刷永磁多挡轮毂电机。

本实用新型解决其技术问题还可以采用以下技术措施来进一步实现。