一种20极24槽低速大转矩的永磁同步轮毂电机的制作方法

1.本发明涉及永磁电机技术领域，尤其涉及一种20极24槽低速大转矩的永磁同步轮毂电机。


背景技术：

2.轮毂电机技术又称车轮内装电机技术，它的最大特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，使得机械部分大大简化。
3.低速大扭矩直驱设计的永磁同步轮毂电机，结构简单紧凑、运行效率高、功率密度高、调速性能优良，主要用于小型电动汽车、工业机器人、特殊用途运载装置等的蓄电瓶供电的轮毂直接驱动上。
4.对低速大扭矩的永磁同步轮毂电机来说，电机中通常会设置有多极的转子和多槽的定子进行配合，以满足电机低转速、大功率和强负载能力的需求，如目前使用在大部分电动车辆轮毂中的51槽46极的永磁同步轮毂电机。但由于极数、槽数过多，导致电机内部的空间利用率低，线圈绕组的工作量大，成本高，不利于批量化生产。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：提供一种20极24槽低速大转矩的永磁同步轮毂电机，大幅降低极数和槽数，在保持原性能不下降的同时，提高内部空间利用率与批量化生产的效率。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
7.一种20极24槽低速大转矩的永磁同步轮毂电机，包括外转子、设于所述外转子内侧的定子铁芯和设于所述定子铁芯上的绕组，还包括20个永磁体，20个所述永磁体沿外转子侧壁内表面环形设置，所述定子铁芯的周边设有24个等间距分布的槽体且与20个永磁体对应设置，每个槽体内配置两组绕组，每组绕组沿外转子齿部环形绕制。
8.本发明的有益效果在于：
9.本发明提供的一种20极24槽低速大转矩的永磁同步轮毂电机，包括外转子、设于所述外转子内侧的定子铁芯和设于所述定子铁芯上的绕组，其特征在于，还包括20个永磁体，20个所述永磁体沿外转子侧壁内表面环形设置，所述定子铁芯的周边设有24个等间距分布的槽体且与20个永磁体对应设置，每个槽体内配置两组绕组，按一定的规则和顺序，沿齿部环形绕制，大幅度降低电机的极数和槽数的配比，绕组使用集中式绕组的方法嵌入槽体内，在保证电机原有的性能不下降的情况下，提高内部空间利用率与批量化生产的效率。
附图说明
10.图1为本发明的一种20极24槽低速大转矩的永磁同步轮毂电机的侧面剖视图；
11.图2为本发明的一种20极24槽低速大转矩的永磁同步轮毂电机的外转子结构示意图；
12.图3为本发明的一种20极24槽低速大转矩的永磁同步轮毂电机的定子铁芯与三相电机的连接示意图；
13.图4为本发明的一种20极24槽低速大转矩的永磁同步轮毂电机的定子铁芯结构示意图；
14.标号说明：
15.1、空心轴；2、轴承；21、外环；22、滚珠；23、内环；3、固定螺杆；
16.4、左端盖；5、机壳；6、永磁体；7、右端盖；8、槽体；9、外转子；
17.10、接引线；11、定子铁芯。
具体实施方式
18.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
19.请参照图1至图4，本发明提供的一种20极24槽低速大转矩的永磁同步轮毂电机，包括外转子、设于所述外转子内侧的定子铁芯和设于所述定子铁芯上的绕组，其特征在于，还包括20个永磁体，20个所述永磁体沿外转子侧壁内表面环形设置，所述定子铁芯的周边设有24个等间距分布的槽体且与20个永磁体对应设置，每个槽体内配置两组绕组，每组绕组沿外转子齿部环形绕制。
20.从上述描述可知，本发明的有益效果在于：
21.本发明提供的一种20极24槽低速大转矩的永磁同步轮毂电机，包括外转子、设于所述外转子内侧的定子铁芯和设于所述定子铁芯上的绕组，其特征在于，还包括20个永磁体，20个所述永磁体沿外转子侧壁内表面环形设置，所述定子铁芯的周边设有24个等间距分布的槽体且与20个永磁体对应设置，每个槽体内配置两组集中式绕组，大幅度降低电机的极数和槽数的配比，绕组使用集中式绕组的方法嵌入槽体内，在保证电机原有的性能不下降的情况下，提高内部空间利用率与批量化生产的效率。
22.进一步的，所述永磁体的规格为nu35，材质为钕铁硼(在电机效率要求不高的情况下，也可选用铁氧体材质)，厚度为5mm，长度为50mm，由20个磁钢，按nsnsnsn...顺序排列，拼接成一个圆环形，并用专用胶水，粘贴在机壳的内腔，相邻两个所述槽体中心线所成的夹角为18
°
，所述绕组的规格为直径为0.9mm的h级漆包圆铜线，所述定子铁芯的外径尺寸为149mm，内径尺寸为38mm，长度为50mm，所述外转子的机壳外径大小为168mm，内径为150mm。
23.从上述描述可知，通过上述各参数之间的配合，可使电机性能达到最佳状态。
24.进一步的，所述绕组的引出线端部分别与霍尔传感器和转速传感器电连接，所述霍尔传感器和转速传感器设于定子铁芯的引出线侧。
25.从上述描述可知，通过在定子铁芯的槽里嵌有集中式绕组，用于感应磁场，产生转矩。绕组的端部可以埋入霍尔传感器，用来感应转子位置；也可以埋入转速传感器，用来检测电机的旋转速度。
26.进一步的，还包括空心轴和轴承，所述空心轴垂直穿过定子铁芯的圆心面且与定子铁芯连接，所述空心轴垂直穿过外转子圆心面。空心轴在出铁芯部分钻有出线孔；电机的引出线以及霍尔元件、测速传感器的信号线均通过空心轴的出线孔引接到电机外面，用于电机的供电和监测。两个所述轴承分别设于空心轴的两端，两个所述轴承的外环均与左右
两个端盖连接，再通过端盖与转子部分连接。转子部分包括：左右端盖、机壳、磁钢等主要部件。从上述描述可知，通过上述结构，实现定子铁芯在外转子内的装配。
27.进一步的，所述绕组的接引线穿过空心轴后与外部三相电机电连接。
28.从上述描述可知，通过上述结构，电机的引出线即绕组的接引线通过空心轴的中心孔引接到电机外面，用来通电。
29.请参照图1至图4，本发明的实施例一为：
30.本发明提供的一种20极24槽低速大转矩的永磁同步轮毂电机，包括外转子9、设于所述外转子内侧的定子铁芯11和设于所述定子铁芯11上的绕组，还包括20个永磁体6，20个所述永磁体6沿外转子9侧壁内表面环形设置，所述定子铁芯11的周边设有24个等间距分布的槽体8且与20个永磁体对应设置，每个槽体内配置两套绕组。其中定子铁芯是由一定数量的定子冲片叠压而成，形成一定的长度。
31.在本实施例中，所述永磁体的规格为nu35，材质为钕铁硼，厚度为5mm，长度为50mm，由20个磁钢，拼接成一个圆环形，并用专用胶水，粘贴在机壳的内腔，相邻两个所述槽体中心线所成的夹角为18
°
，所述绕组的规格为直径为0.9mm的h级漆包圆铜线，所述定子铁芯的外径尺寸为149mm，内径尺寸为38mm，长度为50mm，所述外转子的机壳外径大小为168mm，内径为150mm。
32.在本实施例中，所述绕组的引出线端部分别与霍尔传感器和转速传感器电连接，所述霍尔传感器和转速传感器设于定子铁芯的引出线侧。通过在定子铁芯的槽里嵌有集中式绕组，用于感应磁场，产生转矩。绕组的端部可以埋入霍尔传感器，用来感应转子位置；也可以埋入转速传感器，用来检测电机的旋转速度。
33.如图3所示，绕组的绕制方式具体如下：
34.u相：-24，1，6，-7，-12，13，18，-19；
35.v相：2，-3，-8，9，14，-15，-20，21；
36.w相：-4，5，10，-11，-16，17，22，-23；
37.上述的数值为各个槽体对应的标识，负值表示逆时针绕制，正值表示顺时针绕制；也就是说，u相，按照24，1，6，7，12，13，18，19的顺序进行依次绕制，具体：在24槽体逆时针绕制，接着1槽体顺时针绕制，接着6槽体顺时针绕制，接着7槽体逆时针绕制，接着12槽体逆时针绕制，接着13槽体顺时针绕制，接着18槽体顺时针绕制，最后19槽体逆时针绕制。v相、w相同理。
38.在本实施例中，还包括空心轴1和轴承2，所述空心轴1垂直穿过定子铁芯11的圆心面且与定子铁芯11连接，所述空心轴1垂直穿过外转子9圆心面，空心轴在出铁芯部分钻有出线孔；电机的引出线以及霍尔元件、测速传感器的信号线均通过空心轴的出线孔引接到电机外面，用于电机的供电和监测。两个所述轴承的外圈均与左右两个端盖连接，再通过端盖与转子部分连接。转子部分包括：左右端盖、机壳、磁钢等主要部件。两个所述轴承2分别设于空心轴1的两端，两个所述轴承2的外环21均与外转子9固定连接，两个所述轴承的内环23均与空心轴1固定连接。其中上述轴承由外环21、内环23和滚珠22组成，外环和内环呈同轴设置，滚珠设于外环与内环之间且分别与两者接触。在电机的机壳5的两端还设有左端盖4和右端盖6，分别设于空心轴1的两端。该机壳为转子外圆为高强度导磁无缝钢管加工而成的机壳，在机壳内腔粘贴上磁钢(永磁体)，用来形成电机内部的磁场。左端盖4上还设有固
定螺杆，用来与轮毂固定。右侧端盖留有碟刹盘的安装位置，在需要的情况下，可直接选用合适的碟刹片，安装在电机的转子(右端盖)上。
39.在本实施例中，所述绕组的接引线10穿过空心轴后与外部三相电机电连接。电机的引出线即绕组的接引线通过空心轴的中心孔引接到电机外面，用来通电。
40.使用本发明提供的技术方案，测试参数如下：
[0041][0042][0043]
由上述表格可知，本技术方案设计出来的电机，温升明显低于原电机的温升，电机效率也得到了有效提升。
[0044]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。