一种永磁磁阻型轮毂电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103001360A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103001360A(43)申请公布日2013.03.27(21)申请号201210472407.5(22)申请日2012.11.19(71)申请人吴正林地址315300浙江省宁波市杭州湾新区晓塘路11号(72)发明人黄文新吴正林(74)专利代理机构宁波诚源专利事务所有限公司33102代理人张一平陈洪娜(51)Int.Cl.H02K1/27(2006.01)H02P6/18(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书66页页附图附图55页(54)发明名称一种永磁磁阻型轮毂电机(57)摘要一种永磁磁阻型轮毂电机，包括外转子和内定子，内定子上设置有三相绕组，外转子沿周向均布设置有磁钢，其特征在于：外转子的内圆周面成型有间隔设置的凹槽，磁钢嵌设于凹槽内，磁钢截面呈矩形，所有磁钢面向内定子的极性相同；相邻凹槽之间形成有导磁凸极，导磁凸极和磁钢为间隔交替设置，导磁凸极面向内定子一侧端的截面曲线呈外凸的弧形；外转子的槽数和磁极数采用近槽配合方式。本发明的优点在于：在不增加工艺复杂度的前提下，能有效减少磁钢用量，提高磁阻转矩的输出；导磁凸极采用弧形凸面，有效减小电机转矩脉动，保证电机运转的平稳性，提高产品可靠性。CN1036ACN103001360A权利要求书1/1页1.一种永磁磁阻型轮毂电机，包括外转子和内定子，其中，所述的内定子上设置有三相绕组，所述外转子沿周向均布设置有磁钢，其特征在于：所述外转子的内圆周面成型有间隔设置的凹槽，所述磁钢嵌设于所述凹槽内，所述磁钢截面呈矩形，所有所述磁钢面向所述内定子的极性相同；相邻的所述凹槽之间形成有导磁凸极，所述导磁凸极和所述磁钢为间隔交替设置，其中，所述导磁凸极面向所述内定子一侧端的截面曲线呈外凸的弧形；并且，所述外转子的槽数和磁极数采用近槽配合方式。2.根据权利要求1所述的永磁磁阻型轮毂电机，其特征在于：所述的近槽配合为以下两种方式之一：①、以9槽/8极为基本单元的正整数倍；②、以9槽/10极为基本单元的正整数倍。3.根据权利要求1所述的永磁磁阻型轮毂电机，其特征在于：所述磁钢的极弧长度与所述导磁凸极的极弧长度比值为a:(1-a)，其中，0.4<a<0.6。4.根据权利要求1或2或3或4所述的永磁磁阻型轮毂电机，其特征在于：所述导磁凸极的弧形为由同一曲率半径形成的圆弧凸面。5.根据权利要求1或2或3或4所述的永磁磁阻型轮毂电机，其特征在于：所述导磁凸极的弧形为由多段曲率半径不同的圆弧平滑过渡形成的弧形凸面。2CN103001360A说明书1/6页一种永磁磁阻型轮毂电机技术领域[0001]本发明涉及一种永磁磁阻型电机，特别是一种可适用于电动自行车或电动摩托车的永磁磁阻型外转子轮毂电机。背景技术[0002]永磁电机采用永磁体生成电机的磁场，无需励磁线圈也无需励磁电流，效率高且结构简单，是很好的节能电机，常被作为驱动电动自行车的电机首选。[0003]2012年中国电动自行车保有量达到1.4亿辆，并且每年以3000万辆左右的规模增长。普通电动自行车主要使用外转子无刷直流轮毂电机，采用表贴式隐极结构，如专利号为ZL200820082308.5的中国实用新型专利《电动车轮毂电机》所公开的转子结构，这类隐极电机转矩来源于电磁转矩，因而需要使用大量稀土永磁磁钢，该专利所需磁钢以N极、S极极性交替紧密贴放，实际上两种磁钢紧密贴放的相邻区域磁力线直接连通，没有耦合至转子，并且无刷电机实现的是120°导通模式，因此磁钢紧密贴放的形式是一种浪费，但是磁钢贴装生产工艺简单。又如专利号为201020049324.1的中国实用新型《电动车电机转子间贴式磁钢圈》公开了这样一种结构，该专利将转子磁钢做窄，两种极性的磁钢留有间隙，并提出用凸台控制磁钢的安装，虽然减少了磁钢的用量，但是无法利用磁阻转矩实现电机驱动。[0004]另有，申请号为201110061396.7的中国发明申请《电动车电机》公开了一种电动车无刷电机减少磁钢用量的方法，将磁钢的数目减少一半，只安装同极性的磁钢，间隔以凸极导磁凸体，宣称可以大量减少磁钢用量，但是该方法指明是用于无刷电机，无刷电机工作需要一定的磁通，气隙磁通密度要满足产生转矩的要求，永磁磁钢作为激励源，只采用一种极性的磁钢，该磁钢必然要加厚加宽，实际节省用量的效果不一定会超出前者；其次，该专利电机的磁路不再对称，有产生磁阻转矩的能力，但该专利中并没有提及磁阻转矩的利用（必须要通过合适的控制方法实现，如FOC控制策略）的问题；此外，该专利存在的另一个问题是，导磁凸极采用矩形结构，其形状对转矩的影响较大，当转子凸极与定子齿顶作相对运动移入移出时，会产生较大的转矩脉动及定位力矩，造成换相转