[发明专利]一种电动汽车用单元式开关磁阻轮毂电机

说明书

本发明公开一种电动汽车用单元式开关磁阻轮毂电机，外转子由沿圆周方向均匀分布的N_r个转子分块组成，N_r个转子分块固定嵌在一个非导磁转子套筒中，非导磁转子套筒外壁紧密贴合轮毂内壁，非导磁转子套筒的内径等于N_r个转子分块的内径；定子由沿圆周方向均匀分布的N_s个Y形定子分块组成，单个Y形定子分块的径向截面呈Y形且由最内段的一个梯形键、中间的一个定子轭和最外段的两个定子极连接组成，每个定子极上都绕有绕组，梯形键固定嵌在非导磁定子套环内部；非导磁定子套环的轴向一端沿圆周方向均匀固定连接N_s/2个单元式功率变换器和两个单元式控制器；各个单元式部分相互独立，互不干扰，容错能力高；磁回路短，功率密度大。

技术领域

本发明属于电机制造应用技术领域,具体是一种用于驱动电动汽车的开关磁阻轮毂电机。

背景技术

轮毂电机驱动的电动汽车具有的优势是：1、轮毂电机能够省去车辆大量传动部件，取消了离合器、变速器、传动轴、差速器及相互间的机械传动总成，简化了底盘结构，节省了大量空间，使车辆结构更加简单。2、使用轮毂电机直驱可以使得电动汽车驱动形式的选择更加灵活，方便地实现驱动轮数量和驱动形式的转换，轴荷分布更加合理，增加了整车动力系统布置的灵活性。3、由于传动系统的简化，使得用轮毂电机直接驱动的电动汽车能量损失减少，传动效率提高，提升了车辆的燃油经济性。

开关磁阻电机因结构简单、控制方便、容错能力高的特点作为轮毂电机，例如中国专利公开号为CN203896057U、名称为“一种开关磁阻轮毂电机”的文献中公开了多相12/16的开关磁阻电机，由于其相间机械相位角小，使得相间切换平滑过渡，减小了振动和噪音。中国专利公开号为CN206149116U、名称为“电动车、车轮及开关磁阻电机、开关磁阻电机系统”的文献中公开了一种多相轮毂电机，在绕组两端和中部都设置引出端，可以实现输出功率的多档位调节，可靠性强。但是这两项专利文献中公开的开关磁阻轮毂电机的不足之处在于：为了减小轮毂电机的转矩脉动和噪音，都使用了多相结构，使得电机结构复杂，一旦某相发生故障，维修困难，检修成本高。

发明内容

本发明的目的是为了简化现有开关磁阻轮毂电机结构，提出一种电动汽车用的单元式开关磁阻轮毂电机，将定子和转子都设计成单元式分块结构，提高容错能力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：外转子同轴套在内定子外部，外转子由沿圆周方向均匀分布的N_r个转子分块组成，N_r个转子分块固定嵌在一个非导磁转子套筒中，非导磁转子套筒外壁紧密贴合轮毂内壁，非导磁转子套筒的内径等于N_r个转子分块的内径；定子由沿圆周方向均匀分布的N_s个Y形定子分块组成，单个Y形定子分块的径向截面呈Y形且由最内段的一个梯形键、中间的一个定子轭和最外段的两个定子极连接组成，每个定子极上都绕有绕组，梯形键固定嵌在非导磁定子套环内部。

N_r个转子分块和N_s个定子分块的数量关系满足LCM(N_s,N_r)＝mN_r，LCM为取最小公倍数，电机相数为m。

非导磁定子套环的轴向一端沿圆周方向均匀固定连接N_s/2个单元式功率变换器和两个单元式控制器。

径向相对的Y形定子分块上的绕组分别是线圈A1、A2，线圈B1、B2，线圈C1、C2和线圈D1、D2，对应地分别并联成A相，B相，C相和D相绕组，每个单元式功率变换器与一相绕组连接，一个单元式控制器控制2个单元式功率变换器。

本发明具有的有益之处在于：

1、定子采用单元式的Y形分块结构，与非导磁定子套环梯形键槽连接，可拆卸，方便维修。