[发明专利]一种磁阻式轮毂电机

说明书

本发明涉及一种磁阻式轮毂电机，包括转子、定子和连接轴，定子与连接轴周向定位固定，转子套设在定子外侧，转子包括轮辋、壳体、转子铁芯和永磁体，壳体和轮辋为一体结构或固定连接，转子铁芯为导磁性材料并设于壳体内侧且定位固定，转子铁芯上设有若干个磁钢槽，磁钢槽为轴向通槽，永磁体以内嵌入方式置于磁钢槽内，磁钢槽数量为偶数，每2个互成夹角且V形分布的磁钢槽构成一个磁钢槽组，磁钢槽组中的2个磁钢槽关于转子旋转圆的对称轴对称，磁钢槽组的V形分布的大开口朝向圆心，磁钢槽组呈周向均布。本发明的有益效果是：本发明的电机适合弱磁提速驱动，既保证了电机低速大扭矩特性，又能实现的高速高效率输出，高效率区间宽，续航里程长。

技术领域

本发明涉及电动车技术领域，特别是涉及一种磁阻式轮毂电机。

背景技术

现有技术的电动车用电机都是轮毂式结构，由于轮毂式电机的扁平空间，导致外转子直径普遍较大，为适应大直径的导磁环结构，相较于传统的内转子电机，轮毂电机一般会设置较多磁极呈圆周排布，而且考虑到电机的使用状况、制造技术和控制技术的限制，均采用的是磁极表贴方式，而表贴式的电机理论上d轴和q轴电感比值为1，即电机的凸极率为1，此类型电机不适合做弱磁提速控制方案，因此其调速空间不大且电机的高效率区间较窄，另外，表贴式的轮毂电机，气隙磁密分布的正弦型较差，导致电机匹配方波控制器的输出效率偏低。

为解决现有技术问题，本领域的技术人员致力于开发一种适用于弱磁提速控制方式的且能有效减少电机极对数的轮毂电机，寻求如何提高电机的凸极率，拓宽电机的高效调速区间，并优化电机的气隙磁密分布的正弦特性，提高电机的效率和输出扭矩是本发明的创研动机。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种永磁体内置、适用于弱磁提速控制方式、极对数较少、凸极率大于1且正弦特性较优、高效调速区间宽、工作效率高、输出扭矩大的磁阻式轮毂电机。本发明提供的磁阻式轮毂电机，通过将永磁体内置于导磁性材料内部，大大的减少了电机的极对数，便于稳定控制。本发明的电机由于永磁体的内置式且导磁性材料和磁钢、空气的磁导率存在差异，通过合理设计电机的磁路，得到的电机凸极率大于1，高效调速范围较宽，既保证了电机能有高效的高速输出特性，又保持了电机低速较小电流输入且较大扭矩输出的工作特性。

为实现上述目的，本发明提供的一种电动车用轮毂电机的定子，其技术方案为：

一种磁阻式轮毂电机，包括转子、定子和连接轴，所述定子与所述连接轴周向定位固定，所述转子套设在所述定子外侧，所述转子包括轮辋、壳体、转子铁芯和永磁体，所述壳体和所述轮辋为一体结构或固定连接，其特征在于：所述转子铁芯为导磁性材料并设于所述壳体内侧且定位固定，所述转子铁芯上设有若干个磁钢槽，所述磁钢槽为轴向通槽，所述永磁体以内嵌入方式置于所述磁钢槽内，所述磁钢槽数量为偶数，每2个互成夹角且V形分布的所述磁钢槽构成一个磁钢槽组，所述磁钢槽组中的2个所述磁钢槽关于所述转子旋转圆的对称轴对称，所述磁钢槽组的V形分布的大开口朝向圆心，所述磁钢槽组呈周向均布。此设计方案的结构，打破了现有技术的轮毂电机永磁体表贴的模式，以V型永磁体布局，合理设计磁路，有效的减少了电机的极对数，电机驱动控制稳定性更好，较少的极对数，降低了电机的铁损，提升了电机的效率，且V型的永磁体分布，构成了电机的磁阻转矩，适合弱磁提速的控制需求，大大的拓宽了电机的高效调速区域，同转矩和同时速电流减小，续航里程加长。

本发明提供一种磁阻式轮毂电机，其还具备如下附属技术方案：

其中，磁钢槽组的2个磁钢槽各自独立且中间设有磁桥，磁桥为转子铁芯本体材料构成，永磁体两端处留有端面空隙。此设计方案的磁桥设置，有效的提高了电机的d轴电感，大大提高了电机的弱磁提速效率，即通过很小的d轴电流的增加，可明显的提升电机的速度，弱磁提速稳定性好，电机的高效速度区间大大拓宽。端面空隙结构用于减少永磁体的端部漏磁，降低转子铁芯结构的局部磁密饱和度，提高电机效率。