[其他]直流电动车轮

说明书

本项实用新型，系属直流电机领域。是利用电磁感应的基本原理制成，但在电机的磁路，定子、转子的结构和布置上具有独创性，就作者所知，到目前为止，国内外还没有这样的直流电机，更没有把直流电机与轮轴结合在一起的电动车轮，本电机设计思想，是要满足电机直接装于轮轴上的特殊要求，见附图2，电机的中心轴固定，轮子旋转。目的要达到能在各种电动车辆上作轮子用，如自行车、残疾人用的轮椅车等。电源采用蓄电池，待大容量、高效能（体小质轻）蓄电池研制成功后，可望使用于较大功率的电动车辆上。应当指出，本申请是可以做成较大功率的电动车轮的，据初步估算，大致可以做成每个车轮的功率在1000瓦左右。

本申请的直流电机两端为平面磁极，中间为转子，转子上嵌有辐向导条。端部平面磁极可以用永磁铁氧体，也可以用激磁磁极，为减小体积和节省电能以使用永磁铁氧体为优，磁极与轮中心的定轴相固定，轮子套在定轴上，其间隔以滚珠来实现转动，如自行车轮轴的结构。对于功率较大的电动轮轴应采用滚珠轴承。转子的两面开有辐向槽，嵌入多匝导线。槽数、线圈匝数和线规应按所需的功率和使用的电源电压来确定，已试制成功的一台适用于自行车上的电动车轮，电源电压为12V，功率约150瓦，采用16槽，每槽18匝线圈。转子的外周固定上一个防护筒，其作用有二，一是对电机实现防护保护，二是用于固定辐条（自行车轮上为钢丝），以便于轮圈连接，直流换向器为圆形的平面，换向片为扇形，圆环固定在转子上，与转子同心，电刷与中心轴平行安装。这样布置可以缩短线圈与换向片的连接线，且结构紧凑，端部磁极可以为2极、4极、6极，由电动车辆的最高时速要求而定。改变车速可改变电机的通电持续率来达到，即直流电机的合闸开关时断时通。

直流电机的工作原理见附图1，以2极电机为例，图中磁通密度向量以B表示，电流向量以1a表示，在载流导条上产生的电磁力向量为F，它垂直于纸面，用符号“⊙”表示垂直纸面向外，用符号“”表示垂直纸面向里。电磁力的大小F＝B·I·L，L为有效导条的长度。

本实用新型与常规的电动车辆相比具有以下优点：

1、直流电机与轮轴合而为一，省掉传动装置，使得结构紧凑合理、安装方便。

2、直流电机采用端部平面磁极，辐向导条，使得电机的轴向尺寸减小，辐向尺寸增大，与车轮的外形相匹配。

3。常规的电机为定子包围转子，转子通电后散热冷却条件较差。电动车轮的直流电机转子与外部轮圈相连，转子通电转动后，散热条件较好。

4、电机转子的端部连接线很短，不象一般直流电机的端部接连线要绕过一个极距。

5、圆环形的平面换向器，比圆筒形的圆形换向器在制造工艺上要简单方便。

6、电机的磁极和转子，形状简单，加工精度要求不高，因此生产简便。

7、与燃油机动车辆相比，它不会产生空气污染。

8、取材方便，由于磁通密度用得低，可以不用硅钢片，而用普通的厚铁板制造，尽管较同功率的电机，尺寸和重量要大，但由于车轮本身要求直径大，所以只是充分利用了车轮占有的空间。