一种电动汽车用飞轮储能电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106849401A(43)申请公布日2017.06.13(21)申请号201710079777.5(22)申请日2017.02.15(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人孙晓东苏伯凯陈龙杨泽斌罗帅李可陆宝富(51)Int.Cl.H02K1/14(2006.01)H02K1/17(2006.01)H02K1/24(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种电动汽车用飞轮储能电机(57)摘要本发明公开一种电动汽车用飞轮储能电机，定子壳体内表面上沿圆周方向均匀分布六个定子齿，六个定子齿同轴套有转子；每个定子齿都由定子齿轭以及沿径向凸出的一个中间齿与两个相同的端齿组成，在每个定子齿的中间齿和端齿的相邻的两齿的正中间的定子齿轭上各嵌有一块永磁体，一个定子齿上的两块永磁体均切向充磁，充磁方向相反且均指向中间齿，在每一个中间齿上都绕有绕组，相隔180°的两组绕组同时通入电流或断开电流；转子上沿圆周方向均匀分布14个转子齿，永磁体产生的磁场与绕组产生的磁场相叠加，主要磁场由嵌入在定子齿上的永磁体产生，绕组内只要通入较小的电流就可以产生较大的转矩，调节绕组内的电流可以调节悬浮力。CN106849401ACN106849401A权利要求书1/1页1.一种电动汽车用飞轮储能电机，最外部是圆筒状的定子壳体（1），其特征是：定子壳体（1）内表面上沿圆周方向均匀分布六个定子齿（2），六个定子齿（2）同轴套有转子（5）；每个定子齿（2）都由定子齿轭（9）以及沿径向凸出的一个中间齿与两个相同的端齿组成，在每个定子齿（2）的中间齿和端齿的相邻的两齿的正中间的定子齿轭（9）上各嵌有一块永磁体（3），一个定子齿（2）上的两块永磁体（3）均切向充磁，充磁方向相反且均指向中间齿，在每一个中间齿上都绕有绕组（4），相隔180°的两组绕组（4）同时通入电流或断开电流；转子（5）上沿圆周方向均匀分布14个转子齿（10），转子齿（10）的外表面和中间齿以及两个端齿的内表面之间留有径向气隙。2.根据权利要求1所述一种电动汽车用飞轮储能电机，其特征是：每个定子齿（2）所占弧度为为40°，同一个定子齿（2）的中间齿和端齿中的相邻两齿之间的夹角为20°。3.根据权利要求2所述一种电动汽车用飞轮储能电机，其特征是：永磁体（3）的内外径与定子齿轭（9）的内外径对应相等。4.根据权利要求2所述一种电动汽车用飞轮储能电机，其特征是：中间齿和两个端齿的内径相等，两个端齿的宽度为中间齿的齿宽的二分之一，每个转子齿（10）的齿宽与中间齿的齿宽相等。5.根据权利要求3所述一种电动汽车用飞轮储能电机，其特征是：每块永磁体（3）的切向宽度为1.5~2.5mm，定子齿轭（9）的径向厚度为6~10mm。6.根据权利要求4所述一种电动汽车用飞轮储能电机，其特征是：中间齿的齿宽为8~12mm，中间齿和两个端齿的径向高度为14~10mm。2CN106849401A说明书1/3页一种电动汽车用飞轮储能电机技术领域[0001]本发明涉及飞轮电池以及电机技术领域，具体是用于电动汽车的无轴承飞轮储能电机。背景技术[0002]电动汽车所使用的化学电池寿命较低，且废旧电池对环境有污染，飞轮电池在寿命与对环境的影响上都具有良好的性能。传统飞轮电池内部的机械轴承在飞轮高速旋转时存在磨损以及温升的问题，并会降低飞轮电池的效率，因此采用无轴承电机替代传统的机械轴承电机。无轴承电机是结合磁轴承与电机功能于一体的一种新型电机，传统无轴承电机内部有两套绕组，分别产生转矩与悬浮力，通过调节两套绕组内的电流的大小与相位可以控制转矩的大小与悬浮力的大小，因此无轴承电机在正常工作时无需轴承支撑，非常适合用于高速场合如飞轮储能、航空航天等领域。[0003]传统无轴承电机内部有转矩绕组与悬浮绕组这两套绕组，两套绕组产生极对数相差一的磁场，分别用来产生转矩与悬浮力。这种结构的无轴承电机存在以下几个问题：无轴承电机内部有两套绕组，且两套绕组放置在同一组槽中，导致电机结构复杂。两套绕组产生的磁场耦合复杂，且两套绕组电流要满足一定关系，不利于控制。发明内容[0004]本发明的内容是为了解决现有飞轮电池无轴承电机存在的问题，提出一种结构简单的只有一套绕组的电动汽车用飞轮储能电机，没有磁场耦合现象，结构和控制都简单，能代替传统无轴承电机。[0005]本发明采用的技术方案是：本发明最外部是圆筒状的定子壳体，定子壳体内表面上沿圆周方向均匀分布六个定子齿，六个定子齿同轴套有转子；每个定子齿都由定子齿轭以及沿径向凸出的一个中间齿与两个相同的端齿组成，在每个定子齿的中间齿和端齿的相邻的两齿的正中间的定子齿轭上各嵌有一块永磁