[发明专利]一种电动车无刷直流电机

说明书

一种电动车无刷直流电机，属于电动车技术领域，包括定子铁心、转子铁心、励磁绕组、永磁体、电枢绕组和轴。其特征在于：所述无刷直流电机为内转子结构，定子铁心有12k个凸形的定子极，k为正整数；12k个定子极可分为6k对平行定子极，一对平行定子极上的两个定子极的中心线互相平行；一对平行定子极的两个定子极之间有电枢槽，相邻两对平行定子极之间有励磁槽；励磁槽在槽的底部有沿圆周方向凹进的凹陷；每对平行定子极上绕有励磁绕组，每个定子极上都绕有集中式的电枢绕组。本发明的技术励磁绕组与电枢绕组互相隔离，且其反电势为正弦波，有效降低了传统磁阻类电机的转矩脉动。

技术领域

本发明涉及一种电动车无刷直流电机，属于电动车技术领域。

背景技术

目前，永磁直流无刷电机利用半导体器件取代有刷直流电机中的机械换向器，结构简单，运行可靠，没有火花，电磁噪声低，在中小功率的电动车上具有广泛的应用。无刷直流电机定子绕组多做成三相对称星形接法，其反电势多为方波，因此可用直流经过逆变器换相后驱动。

相关的研究中，授权的中国发明专利：低速大转矩永磁无刷电机的分数槽绕组ZL200510093634.7，涉及了磁极数P与铁芯槽数Z及相数M和分布数Q满足如下条件永磁无刷电机： 1)当分布数Q为奇数时，铁芯槽数Z＝Q×M×K，磁极数P＝Z±K；其中K为自然数；2)当分布数Q为偶数时，铁芯槽数Z＝Q×M×K，磁极数P＝Z±2K；其中 K为自然数。

另外，为了降低永磁直流无刷电机的成本，发明人还提出了一种电动车用低成本永磁无刷直流电机（授权专利号：ZL 2015101882812），通过提出新型的凸形软铁制成的假极和永磁磁钢间隔排列粘结在转子铁心上组成一对极，来降低永磁电机的成本。

授权号为ZL2013100794514的发明专利：各相电感对称的四相双凸极无刷直流电机，四相电机拥有四相定子绕组，这种相数冗余的设计使得四相电机可以进一步提高电机的可靠性，以使电动车在故障后主动重构系统的软硬件结构，在不损失性能或仅降低部分性能指标的情况下，使系统实现容错运行。该专利提出了新型的12/9极结构和各相对称的新型绕组配置方式。这与传统的8/6极结构的电机（授权的发明专利CN201120430138.7：一种四相双凸极电机）有着明显的区别。

在此基础上，发明人对多相双凸极电机的极数和极弧系数进行了深入的研究，在《中国电机工程学报》2015年第七期发表了“多相电励磁双凸极发电机极数与极弧系数研究”的学术论文，指出定子极数和转子极数之比应为m/(m+1)或m/(m-1)。

作为已有技术，传统的双凸极电机具有较大的转矩脉动，其换向转矩脉动产生的原理可见《中国电机工程学报》2011年第27期论文“基于半桥变换器的电 励磁双凸极电机角度优化控制策略”。随着研究的深入，发明人发现前期提出的技术仍旧存在较大的换向转矩脉动，因此急需研究一种换向转矩脉动较小的电动车电机。

基于此，本发明提出一种反电势为正弦波的电机以减小换向转矩脉动，同时具备多相绕组以提高系统的可靠性。本发明的技术突破了原有双凸极电机极数之比应为m/(m+1)或m/(m-1)这一技术偏见，因此具有创造性。

发明内容

本发明为解决传统磁阻类电机换向转矩脉动大等问题并提供一个四相高可靠性的可调节磁场的电机，本发明采取以下技术方案：

一种电动车无刷直流电机，包括定子铁心、转子铁心、励磁绕组、永磁体、电枢绕组和轴，其特征在于：

所述无刷直流电机为内转子结构，转子铁心固定在轴上，转子铁心上有11k个均布的凸形转子极，k为正整数；

所述定子铁心有12k个凸形的定子极，12k个定子极分为6k对平行定子极，一对平行定子极上的两个定子极的中心线互相平行；

一对平行定子极的两个定子极之间有电枢槽，相邻两对平行定子极之间有励磁槽，所述励磁槽槽深大于电枢槽；