一种低齿槽转矩高效外转子轮毂电机结构制造技术

本发明专利技术涉及一种低齿槽转矩高效外转子轮毂电机结构，轮胎套于轮辋上，轮辋的内圈连接有转子套筒，转子套筒的两侧分别设有转子前端盖和转子后端盖，转子套筒内部固定有转子铁心，转子铁心分为三层，转子铁心内圈开有固定永磁铁的浅槽，每层的浅槽依次旋转了5±0.5°的角度，永磁铁插入并固定在浅槽内；永磁铁的内侧设有定子，定子的内侧连接有定子支架，转子后端盖连接于套管上并与套管一起过盈配合在轴承上，轴穿过套管、轴承和转子后端盖与定子支架和轴承的内环壁固定在一起，轴的轴心设有通过电线的孔。本发明专利技术易于装配，强度高、效率高，保障电机安全可靠地运行。

【技术实现步骤摘要】
一种低齿槽转矩高效外转子轮毂电机结构
本专利技术涉及电机
，尤其涉及一种低齿槽转矩高效外转子轮毂电机结构。
技术介绍
随着煤、石油、天然气等化石能源的不断消耗和环境状况的不断恶化，无污染，噪声低且不依赖化石能源的电动汽车逐渐成为汽车行业重要的发展趋势。近年来，世界各国纷纷将电动汽车作为科研攻关的热点。在电动汽车的各种驱动方式中，轮毂电机驱动方式因其传输效率高、控制灵活等独到的优点，逐渐受到业内人士的青睐，未来发展空间巨大。轮毂电机驱动方式是将动力、传动及其制动装置全部整合在轮毂内，这样就省去了离合器、变速器、传动轴、差速器等大量机械部件，使车辆结构大为简化，车辆噪声极低，整车质量减轻，不仅提高能源利用效率，增加了汽车的乘用空间，也为实现底盘系统的电子化、智能化提供了保证。所以轮毂电机技术是现阶段先进电动汽车技术研究的热点之一。但由于轮毂电机很多采用外转子结构，外转子电机的转子结构相较于内转子结构强度较低，对装配方式提出了很高要求，而且由于气隙的不均匀分布等原因，外转子永磁电机的齿槽转矩和涡流损耗也较大，所以研究新型的更先进的转子结构是很有必要的。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术提供一种低齿槽转矩高效外转子轮毂电机结构，由于轮毂电机很多采用外转子结构，针对外转子电机的转子结构相较于内转子结构强度较低，装配要求高且方式复杂，也针对外转子永磁电机的齿槽转矩和涡流损耗也较大的问题，提出了一种强度高，易于装配，低齿槽转矩和低涡流损耗的转子结构，以提高装配效率，并防止运行出现故障，保障电机安全可靠地运行，保障电机的安全性能和稳定性能。技术方案一种低齿槽转矩高效外转子轮毂电机结构，包括轮胎、轮辋、转子、定子、定子支架和轴，转子包括转子铁心和永磁铁，定子包括定子铁心和绕组，其特征在于：轮胎套于轮辋上，轮辋的内圈连接有转子套筒，转子套筒的两侧分别设有转子前端盖和转子后端盖，转子套筒内部固定有转子铁心，转子铁心分为三层，三层之间的间隙有两块转子内部垫块支撑，转子铁心整体的两侧分别有两块转子端部垫块支撑，两块转子端部垫块分别与转子前端盖和转子后端盖接触，转子端部垫块和转子套筒连接在一起，转子端部垫块、转子前端盖和转子后端盖也连接在一起，两块转子端部垫块在轴向位置卡住永磁铁和转子铁心，转子铁心内圈开有固定永磁铁的浅槽，每层的浅槽依次旋转了5±0.5°的角度，永磁铁插入并固定在浅槽内；永磁铁的内侧设有定子铁心，定子铁心的齿上缠绕有绕组，定子铁心的内侧连接有定子支架，转子后端盖连接于套管上并与套管一起过盈配合在轴承上，轴穿过套管、轴承和转子后端盖与定子支架和轴承的内环壁固定在一起，轴的轴心设有通过电线的孔。所述永磁铁和浅槽的间隙注有绝缘胶。所述轮辋的内圈有与其一体的轮辋内连接环，轮辋内连接环轴向设有轮辋内连接环沉孔，转子套筒的外圈有与其一体的转子套筒外连接环，转子套筒外连接环轴向设有转子套筒外连接环沉孔，多个螺栓穿过轮辋内连接环的轮辋内连接环沉孔和转子套筒外连接环的转子套筒外连接环沉孔，将轮辋和转子套筒连接在一起。所述定子铁心的内圈设有定子内圈定位凹槽，定子支架的外圈设有定子支架外圈定位凸起，定子内圈定位凹槽和定子支架外圈定位凸起的形状、数量和位置相匹配。所述定子支架是由支架内环、支架外环和支架辐条组成的，支架辐条设于支架内环和支架外环之间将二者连接，支架内环设有多个用于固定轴的支架内环轴固定孔，定位顶丝穿过支架内环轴固定孔顶在轴上，支架内环内设有一圈定子支架内环限位凸起，用于限定轴伸入到支架内环内的量。所述支架辐条有三个，支架辐条之间的夹角为120°。所述支架内环轴向的厚度是支架外环厚度的1/4，支架辐条轴向的厚度小于等于支架内环轴向的厚度，支架辐条与支架外环连接处的轴向厚度随着远离圆心厚度不断增加，最厚处大于支架外环厚度的1/2。所述永磁铁朝向轴心侧做切角处理，切角的边为同层永磁铁之间相邻的边。所述轴上紧靠轴承处设有用于加固固定轴承的轴承固定卡环，轴承固定卡环是由两个相同的半环组成的环形卡环，螺栓贯穿轴和轴承固定卡环将固定卡环固定在轴上。所述定子支架为铝合金材料。优点及效果1.转子的两块内部垫块和两块端部垫块在轴向位置支撑住永磁铁和转子，增加了转子轴向强度，绝缘胶的使用和永磁铁分块有利于减少永磁铁的涡流损耗，永磁铁插入浅槽增加了转子径向的强度，同极性的永磁铁相差5±0.5°，这就构成了斜极结构，斜极结构有利于减少电机的气隙磁密谐波含量，进而降低永磁铁涡流损耗、定转子铁耗，并减小齿槽转矩。永磁铁位于气隙的位置进行了削角处理，有利于进而减少电机的气隙磁密谐波含量，进一步降低永磁铁涡流损耗、定转子铁耗，减小齿槽转矩。2.定子支架不是实心结构，由两个半径不同的圆环和连接两个圆环间的三根放射状辐条组成，辐条间的夹角是120°，由铝合金整体铸造而成。合理减小了辐条的厚度，节省材料，更好的散热；定子支架内部减薄结构节省的空间可以安放风扇或驱动系统的其他零部件，提高电机内部空间利用率，电机内部结构更为紧凑和合理。附图说明图1是本专利技术从后侧看到的立体示意图；图2是本专利技术从前侧看到的立体示意图；图3是本专利技术结构的立体分解图；图4是本专利技术转子结构的立体示意图；图5是本专利技术转子结构内部的立体示意图；图6是本专利技术定子支架的立体示意图；图7是本专利技术纵剖面构造示意图；图8仿真电机模型整体示意图；图9未削角处理的永磁铁；图10做了削角处理的永磁铁；图11未做削角处理的永磁铁气隙磁密波形；图12做了削角处理的永磁铁气隙磁密波形；图13未做削角处理的永磁铁涡流损耗波形；图14做了削角处理的永磁铁涡流损耗波形；图15永磁体未做削角处理的电机铁耗波形；图16永磁体做了削角处理的电机铁耗波形；图17正常结构的永磁铁；图18削角并分段斜极处理的永磁铁；图19永磁体削角处理并斜极分段的永磁铁涡流损耗波形；图20永磁体削角处理并斜极分段的定转子铁耗波形；图21转子永磁铁没有斜极时的转矩波动；图22转子永磁铁分为三段斜极时的转矩脉动。附图标记说明：1.轮胎、2.轮辋、3.轮辋内连接环沉孔、4.轮辋内连接环、5.转子套筒外连接环、6.转子套筒、7.转子前端盖、8.转子端部垫块、9.转子端部垫块轴向沉孔、10.转子内部垫块、11.转子铁心、12.永磁铁、13.定子铁心、14.绕组、15.定子支架外圈定位凸起、16.定子支架、17.转子后端盖、18.转子套筒外连接环沉孔、19.转子套筒径向位置沉孔、20.转子前端盖轴向沉孔、21.转子端部垫块径向沉孔、22.浅槽、23.定子内圈定位凹槽、24.套管、25.转子后端盖轴向沉孔、26.轴承、27.轴、28.轴承固定卡环、29.定子支架内环限位凸起、30.支架辐条、31.支架外环、32.支架内环、33.支架内环轴固定孔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示的一种低齿槽转矩高效外转子轮毂电机结构，包括轮胎1、轮辋2、转子、定子、定子支架16和轴27，转子包括转子铁心11和永磁铁12，定子包括定子铁心13和绕组14，轮胎1套于轮辋2上，轮辋2的内圈有与其一体的轮辋内连接环4，轮辋内连接环4轴向设有轮辋内连接环沉孔3，转子套筒6的外圈有与其一体的转子套筒外连接环5，转子套筒外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低齿槽转矩高效外转子轮毂电机结构，包括轮胎、轮辋、转子、定子、定子支架和轴，转子包括转子铁心和永磁铁，定子包括定子铁心和绕组，其特征在于：轮胎套于轮辋上，轮辋的内圈连接有转子套筒，转子套筒的两侧分别设有转子前端盖和转子后端盖，转子套筒内部固定有转子铁心，转子铁心分为三层，三层之间的间隙有两块转子内部垫块支撑，转子铁心整体的两侧分别有两块转子端部垫块支撑，两块转子端部垫块分别与转子前端盖和转子后端盖接触，转子端部垫块和转子套筒连接在一起，转子端部垫块、转子前端盖和转子后端盖也连接在一起，两块转子端部垫块在轴向位置卡住永磁铁和转子铁心，转子铁心内圈开有固定永磁铁的浅槽，每层的浅槽依次旋转了5±0.5°的角度，永磁铁插入并固定在浅槽内；永磁铁的内侧设有定子铁心，定子铁心的齿上缠绕有绕组，定子铁心的内侧连接有定子支架，转子后端盖连接于套管上并与套管一起过盈配合在轴承上，轴穿过套管、轴承和转子后端盖与定子支架和轴承的内环壁固定在一起，轴的轴心设有通过电线的孔。

【技术特征摘要】
1.一种低齿槽转矩高效外转子轮毂电机结构，包括轮胎、轮辋、转子、定子、定子支架和轴，转子包括转子铁心和永磁铁，定子包括定子铁心和绕组，其特征在于：轮胎套于轮辋上，轮辋的内圈连接有转子套筒，转子套筒的两侧分别设有转子前端盖和转子后端盖，转子套筒内部固定有转子铁心，转子铁心分为三层，三层之间的间隙有两块转子内部垫块支撑，转子铁心整体的两侧分别有两块转子端部垫块支撑，两块转子端部垫块分别与转子前端盖和转子后端盖接触，转子端部垫块和转子套筒连接在一起，转子端部垫块、转子前端盖和转子后端盖也连接在一起，两块转子端部垫块在轴向位置卡住永磁铁和转子铁心，转子铁心内圈开有固定永磁铁的浅槽，每层的浅槽依次旋转了5±0.5°的角度，永磁铁插入并固定在浅槽内；永磁铁的内侧设有定子铁心，定子铁心的齿上缠绕有绕组，定子铁心的内侧连接有定子支架，转子后端盖连接于套管上并与套管一起过盈配合在轴承上，轴穿过套管、轴承和转子后端盖与定子支架和轴承的内环壁固定在一起，轴的轴心设有通过电线的孔。2.根据权利要求1所述的低齿槽转矩高效外转子轮毂电机结构，其特征在于：所述永磁铁和浅槽的间隙注有绝缘胶。3.根据权利要求1所述的低齿槽转矩高效外转子轮毂电机结构，其特征在于：所述轮辋的内圈有与其一体的轮辋内连接环，轮辋内连接环轴向设有轮辋内连接环沉孔，转子套筒的外圈有与其一体的转子套筒外连接环，转子套筒外连接环轴向设有转子套筒外连接环沉孔，多个螺栓穿过轮辋内连接环的轮辋内连接环沉孔和转子套筒外连接环的转子套筒外连接环沉孔，将轮辋和转子套筒连接在一起。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：井永腾，石奇凡，于占洋，李岩，杜建民，王紫丞，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21