一种代步车用无刷直流电动机制造技术

本实用新型专利技术涉及电机技术领域，尤其涉及一种代步车用无刷直流电动机，包括电机本体，所述电机本体的定子采用分割式定子铁心结构，由多块单齿铁心冲片拼接组成。本实用新型专利技术提供的代步车用无刷直流电动机因采用分割式铁心结构、双余度设计技术、分数槽集中绕组和正弦波驱动，电机不仅转矩波动小，可靠性高，而且简化了生产工艺，提高了生产效率，节约了材料和成本，提高了电机性能，其综合水平国内领先，达到了国际同类电机的先进水平，真正做到了高功高效。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机领域，具体涉及一种代步车用无刷直流电动机。
技术介绍
无刷直流电动机是传统的电机技术和快速发展的电子技术相结合的机电一体化新型微电机。它因具有效率高、功率密度高、调速范围宽、动态响应快、无需经常维护等多种优点，成为目前最有发展前途的电机。传统电机为了节约成本，通常采用单余度设计技术，这对于一般使用条件下的电机或系统来说是足够的，但对于复杂的、有高可靠性和长寿命要求的大、中型设备和无法维修或要求不停机的系统或设备来说，大大降低了使用可靠性，有时甚至会出现致命性故障。因此高可靠性要求成为用户的首选。一般情况下，无刷直流电动机采用方波驱动较多，因其控制器设计简单，无论从电机本体和控制器来说都成本较低。从理论上分析，方波驱动的电机具有线性的力矩/电流特性，但是由于该种电机每相反电势梯形波的平顶部分宽度很难达到120°，平顶部分也不能做到绝对的平坦无纹波，此外，加上齿槽效应和换向过度过程的存在等原因，使这种工作方式有较大的力矩波动，良好设计的电动机和驱动器可得到7％的力矩波动水平。此外，方波驱动的电机在高速工作时矩形波电压会发生畸变，引起力矩的下降。传统电机的铁心通常为整圆结构，此种结构即将整圆冲片经叠压烘焙后(也可采用其它工艺)做成铁心，经下线构成定子，之后压入机壳后参与后续装配。此种整圆铁心结构多采用传统嵌线工艺，生产效率低，绕组端部尺寸大，浪费铜线，增大电机体积。虽然当节距y＝1时也可采用专用绕线机直接绕制定子线圈，但只是对于外转子结构的电机比较方便，对于内转子结构电机特别是定子内径小的小功率电机，就要困难得多。而且目前电机的绕组结构多为整数槽分布绕组结构，它可以通过选择最有利的节距，采用分布的办法来改善电机的电动势和磁动势波形，每极每相槽数q越多，抑制谐波电动势的效果越好。但是q增多，将意味着定子冲片的槽数增多，这将使电机的成本提高；另外，分布绕组的端部重叠处较多，增大了电机短路的可能。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种可靠性高、效率高、工艺性强、体积小、成本低的代步车用无刷直流电动机。为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种代步车用无刷直流电动机，包括电机本体，所述电机本体的定子采用分割式定子铁心结构，由多块单齿铁心冲片拼接组成。进一步的，所述单齿铁心冲片呈扇形工字型结构，包括一齿部及齿部两侧对称的绕线半槽。进一步的，所述单齿铁心冲片扇形工字型结构的外圆弧两侧还分别设置有一相适配的凹槽和凸块，顶部设有一扣片槽。进一步优选的，分割式定子铁心结构上设有两套绕组，所述两套绕组沿分割式定子铁心齿部的同一方向按照A相绕组线圈、B相绕组线圈、C相绕组线圈的顺序进行交替间隔缠绕，且两套绕组中第一套的A相绕组线圈与第二套的C相和B相绕组线圈相邻。进一步优选的，A相绕组线圈、B相绕组线圈和C相绕组线圈各自绕在一个齿上，集中放置在相邻的两个槽内。进一步优选的，所述绕组采用分数槽集中绕组结构。进一步优选的，绕组采用每极每相槽数q＝1/2的分数槽集中绕组结构。进一步优选的，绕组采用每极每相槽数q＝1/2的4极6槽分数槽集中绕组结构，线圈节距y＝1。进一步优选的，每套绕组采用三相正弦波分布绕组。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术提供的代步车用无刷直流电动机的定子采用分割式定子铁心结构，由多块单齿铁心冲片拼接组成，一方面便于采用自动绕线机直接将线圈绕在齿上，取代了传统嵌线工艺，提高工效，提高生产率；在中、小批量采用手工绕线时，更具有明显的优势，因它可在铁心展开的条件下绕制线圈，可随时进行调整，实现有规则的绕制，最终达到预期的尺寸要求。这样的结构可将定子槽的利用率提高到85％以上。进一步的，本技术电动机采用两套定子绕组双余度设计技术，当一套绕组因某种原因出现突发故障时，另一套绕组可继续工作，不影响电机的正常使用，大大提高了电机的可靠度，若原单个电机的可靠度为0.9，采用双余度方式后，可靠度可提高到0.99。进一步的，本技术绕组采用分数槽集中绕组。电机的绕组采用每极每相槽数q＝1/2的4极6槽分数槽集中绕组结构，线圈节距y＝1，每个线圈绕在一个齿上，集中放置在相邻的两个槽内。分数槽绕组的优点可使电机冲片槽数大为减少，简化铁心制造工艺，同时电机可以在不斜槽情况下，减小齿槽效应，改善电机电势波形，降低振动和噪声。集中绕组的优点是线圈端部无重叠，无需设置相间绝缘，从很大程度上减少了短路的可能，提高了电机的可靠性；配合单齿铁心冲片结构，可使绕组端部尺寸明显减短，用铜量减少，经实际验证，该电机采用单齿铁心绕线工艺和采用铁心下线相比，绕组端部长度前者最小可做到6.1mm，后者最小只能做到7.5mm，总的用铜量前者比后者减少了15％～20％，降低了成本，减少了铜耗，提高了电机效率。进一步的，本技术采用正弦波驱动。电机的每相绕组反电势和输入电流均为正弦波，其输出波形也为正弦波，电机具有线性的转矩/电流特性，瞬态电磁转矩与转角θ无关，理论上力矩波动为零，电机有良好的低速平稳性，适合代步车低速运行。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术的绕组结构在铁心内的分布图；图3a为本技术的第一套绕组结构接线图；图3b为本技术的第二套绕组结构接线图；图4为本技术单齿铁心冲片结构示意图；图中，13为定子，14为单齿铁心冲片。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细描述：参见图1，一种代步车用无刷直流电动机，包括电机本体，所述电机本体的定子13采用分割式定子铁心结构，由多块单齿铁心冲片14拼接组成。参见图2-3，分割式定子铁心结构上设有两套绕组，所述两套绕组沿分割式定子铁心齿部的同一方向按照A相绕组线圈、B相绕组线圈、C相绕组线圈的顺序进行交替间隔缠绕，且两套绕组中第一套的A相绕组线圈与第二套的C相和B相绕组线圈相邻。A相绕组线圈、B相绕组线圈和C相绕组线圈各自绕在一个齿上，集中放置在相邻的两个槽内。具体为：第一套绕组包括A1相绕组线圈、B1相绕组线圈和C1相绕组线圈，第二套绕组包括A2相绕组线圈、B2相绕组线圈和C2相绕组线圈。两套绕组的各绕组线圈沿顺时针方向按A1相绕组线圈、C2相绕组线圈、B1相绕组线圈、A2相绕组线圈、C1相绕组线圈、B2相绕组线圈的顺序依次缠绕在定子铁心的齿部上。其中，A1、B1和C1相绕组线圈分别由线圈1～2、5～6及9～10构成，A2、B2和C2相绕组线圈分别由线圈3～4、7～8及11～12构成。进一步的，绕组采用每极每相槽数q＝1/2的4极6槽分数槽集中绕组结构，线圈节距y＝1，且每套绕组采用三相正弦波分布绕组。参见图4，单齿铁心冲片14呈扇形工字型结构，包括一齿部及齿部两侧对称的绕线半槽。进一步的，所述单齿铁心冲片14扇形工字型结构的外圆弧两侧还分别设置有一相适配的凹槽和凸块，顶部设有一扣片槽。综上所述，本技术提供的代步车用无刷直流电动机因采用分割式铁心结构、双余度设计技术、分数槽集中绕组和正弦波驱动，电机不仅转矩波动小，可靠性高，而且简化了生产工艺，提高了生产效率，节约了材料和成本，提高了电机性能，其综合水平国内领先，达到了国际同类电机的先进水平，真正做到了高功高效。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种代步车用无刷直流电动机，其特征在于：包括电机本体，所述电机本体的定子(13)采用分割式定子铁心结构，由多块单齿铁心冲片(14)拼接组成。

【技术特征摘要】
1.一种代步车用无刷直流电动机，其特征在于：包括电机本体，所述电机本体的定子(13)采用分割式定子铁心结构，由多块单齿铁心冲片(14)拼接组成。2.如权利要求1所述的代步车用无刷直流电动机，其特征在于：所述单齿铁心冲片(14)呈扇形工字型结构，包括一齿部及齿部两侧对称的绕线半槽。3.如权利要求1所述的代步车用无刷直流电动机，其特征在于：所述单齿铁心冲片(14)扇形工字型结构的外圆弧两侧还分别设置有一相适配的凹槽和凸块，顶部设有一扣片槽。4.如权利要求1所述的代步车用无刷直流电动机，其特征在于：分割式定子铁心结构上设有两套绕组，所述两套绕组沿分割式定子铁心齿部的同一方向按照A相绕组线圈、B相绕组线圈、C相绕组线圈的顺序进行交替间隔缠绕，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵晓强，
申请(专利权)人：西安微电机研究所，
类型：新型
国别省市：陕西;61