一种轴向磁场轮毂电机制造技术

本发明专利技术公开了一种轴向磁场轮毂电机，包括主轴、轮毂和端盖，轮毂和端盖的内部空间内，有电机和行星减速机构，电机为单气隙结构的轴向磁场电机，电机的转子盘通过包含有角接触轴承的具有两列滚动体的轴承单元套在主轴上，支撑盘与主轴固定连接且与定子铁心套接，通过贯穿定子铁心的插销连接到支撑盘，从而实现定子铁心的固定。本发明专利技术电机成本低、效率高、高效率区间宽，能大幅提高电动自行车的续行里程。

【技术实现步骤摘要】
一种轴向磁场轮毂电机
本专利技术涉及电动自行车的轮毂电机
，特别是涉及一种轴向磁场轮毂电机。
技术介绍
现有的电动自行车电机主要有两类，一类是安装在自行车中轴部位的中置电机，另一类是安装在车轮上与轮毂一体的轮毂电机。其中，中置电机为内转子高速电机，经行星齿轮机构减速后，通过链条传递动力从而驱动自行车，该类电机结构复杂，适用范围小且价格昂贵，因此较少被采用。市场上的电动自行车主要采用的是轮毂电机，传统的电动自行车有齿轮毂电机，一般是轮毂和端盖套设于主轴上，轮毂和端盖的内部空间装有驱动电机、行星减速机构及单向离合器，例如通轴结构外转子电机的中国专利CN03127256.8、CN201510104597.9，又如半轴结构内转子电机的美国专利US20050176542A1，上述有齿轮毂电机的驱动电机均为径向磁场的直流永磁电机，这类电机效率不高，高效区间偏向高功率段，车辆在正常行驶时驱动电机通常运行在低效率区间，行驶里程较短。电动自行车的驱动电机，要求频繁的启动/停车、加速/减速，低速或爬坡时要求高转矩，正常平地行驶时要求低转矩，变速范围大，并且能在各种不同路况行驶时保持稳定的性能，相较于一般工业电机通常可以优化在额定的工作点的特性，电动自行车驱动电机的要求更高，普通的轮毂电机无法满足人们提高电动自行车续行里程的普遍要求，而轴向磁场直流电机本身就能满足这一要求。如ZL201620995774.7公开的“一种盘式无铁芯直流电机”，但该无铁心结构的轴向磁场电机需消耗较多的稀土永磁体，面对稀土永磁体价格的大幅上涨，其经济性明显不足，因此，有铁心的轴向磁场直流电机则是满足这一需求的最佳的技术路径。由于电动自行车轮毂电机采用的是定轴结构，需采用有别于一般轴向磁场电机的非转轴输出结构形式，现有技术中并没有将轴向磁场电机运用到电动自行车的轮毂电机中的相关技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轴向磁场轮毂电机，用以将效率高、高效率区间宽的轴向磁场电机应用于电动自行车领域，满足人们对行驶里程增加的要求。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术公开了一种轴向磁场轮毂电机，包括主轴、轮毂和端盖，所述轮毂和端盖滚动套接在所述主轴上，所述轮毂与所述端盖可拆卸式固定连接，还包括电机和行星减速机构，所述电机和所述行星减速机构位于所述轮毂和所述端盖围成的内部空间中，所述主轴上设有线孔，所述电机的引出线用以穿过所述线孔并与外部电源相连，所述电机为单气隙结构的轴向磁场电机，包括一转子盘、一定子铁心、一支撑盘、多个永磁体和多个插销，所述定子铁心具有线槽、定子齿和定子轭，所述定子齿的磁极面与所述主轴垂直，所述定子轭上设有开口槽或通孔；所述转子盘通过包含有角接触轴承的具有两列滚动体的轴承单元与所述主轴转动连接，所述支撑盘与所述主轴固定连接；所述插销的一端穿过所述开口槽或通孔并与所述支撑盘相连，所述插销用以限定所述定子铁心的片间位移；所述行星减速机构包括太阳轮齿圈和中心轮，所述永磁体固定于所述转子盘的与所述定子铁心相对的一面，所述太阳轮齿圈固定于所述转子盘的另一面，所述中心轮固定于所述轮毂的内表面。优选地，所述行星减速机构包括行星架、所述中心轮、所述太阳轮齿圈和行星轮，所述行星架固定套设在所述主轴上，所述行星轮转动安装在所述行星架上，所述行星架具有单向离合器。优选地，所述定子铁心为硅钢片卷带经连续冲片工艺后加预应拉力卷绕而成，所述定子齿上设有安装槽，所述安装槽用以安装霍尔位置传感器。优选地，所述定子轭上的所述开口槽或所述通孔，在所述定子铁心的内圆处与所述定子齿对应，并与所述定子齿两侧的一个所述线槽平行，所述开口槽的槽口宽度小于槽底宽度。优选地，所述轴承单元为双列角接触球轴承，或深沟球轴承与单列角接触球轴承的串联组合，或两个单列角接触球轴承的串联组合。优选地，所述转子盘和/或所述支撑盘上设有通风口。优选地，所述支撑盘的外侧面上设有与所述定子铁心的所述通孔位置正对且方向一致的开孔，所述开孔供所述插销插入。优选地，所述支撑盘具有定位边和圆柱状的外侧面，所述定子铁心的轭部与所述圆柱状的外侧面套接，所述定位边用以对所述定子铁心轴向定位。优选地，所述支撑盘的定位边与所述插销和/或所述定子铁心通过焊接固定。优选地，所述支撑盘上设有固定槽，所述固定槽与所述开口槽位置正对且方向一致，所述固定槽和所述定位边位于所述支撑盘的同侧，所述插销用以穿过所述定子铁心的所述通孔或所述开口槽并紧抵所述固定槽的槽底。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术将单气隙结构的轴向磁场电机应用于电动自行车的轮毂电机，永磁体用量比传统电机下降20％以上，铁心材料消耗减少超过50％，电机最高效率提升约10％，高效率区间提前且宽度大幅增加。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实施例轴向磁场轮毂电机结构示意图；图2为定子铁心的一种结构示意图；图3为定子铁心的另一种结构示意图；图4为定子铁心线槽与开口槽位置关系图；图5为支撑盘的一种结构示意图；图6为支撑盘的另一种结构示意图；图7为轴承单元的一种结构示意图；图8为轴承单元的另一种结构示意图；图9为本实施例轴向磁场轮毂电机电机分解图；图10为本实施例霍尔位置传感器安装示意图；图11为本实施例轴向磁场轮毂电机48V340W样机“功率—效率”曲线图；附图标记说明：1主轴；2轮毂；3端盖；4线孔；5引出线；6转子盘；7定子铁心；8支撑盘；9线槽；10定子齿；11定子轭；12开口槽；13通孔；14滚动体；15插销；16永磁体；17太阳轮齿圈；18行星架；19中心轮；20行星轮；21定轴；22霍尔位置传感器；23安装槽；24双列角接触球轴承；25深沟球轴承；26单列角接触球轴承；27定位边；28通风口；29气隙空间；30固定槽；31开孔。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种轴向磁场轮毂电机，用以将效率高、高效率区间宽的轴向磁场电机应用于电动自行车领域，满足人们对行驶里程增加的要求。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1-11所示，本实施例提供一种轴向磁场轮毂电机，包括主轴1、轮毂2和端盖3，轮毂2和端盖3滚动套接在主轴1上，轮毂2与端盖3可拆卸式固定连接并围成一个内部空间。该轴向磁场轮毂电机还包括电机和行星减速机构，电机和行星减速机构位于该内部空间中。主轴1上设有线孔4，电机的引出线5用以穿过线孔4并与外部电源相连。电机为单气隙结构的轴向磁场电机，包括一转子盘6、一定子铁心7、一支撑盘8、多个永磁体16和多个插销15。定子铁心7具有线槽9、定子齿10和定子轭11，定子齿10的磁极面与主轴1垂直，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴向磁场轮毂电机，包括主轴、轮毂和端盖，所述轮毂和端盖滚动套接在所述主轴上，所述轮毂与所述端盖可拆卸式固定连接，其特征在于：还包括电机和行星减速机构，所述电机和所述行星减速机构位于所述轮毂和所述端盖围成的内部空间中，所述主轴上设有线孔，所述电机的引出线用以穿过所述线孔并与外部电源相连，所述电机为单气隙结构的轴向磁场电机，包括一转子盘、一定子铁心、一支撑盘、多个永磁体和多个插销，所述定子铁心具有线槽、定子齿和定子轭，所述定子齿的磁极面与所述主轴垂直，所述定子轭上设有开口槽或通孔；所述转子盘通过包含有角接触轴承的具有两列滚动体的轴承单元与所述主轴转动连接，所述支撑盘与所述主轴固定连接；所述插销的一端穿过所述开口槽或通孔并与所述支撑盘相连，所述插销用以限定所述定子铁心的片间位移；所述行星减速机构包括太阳轮齿圈和中心轮，所述永磁体固定于所述转子盘的与所述定子铁心相对的一面，所述太阳轮齿圈固定于所述转子盘的另一面，所述中心轮固定于所述轮毂的内表面。

【技术特征摘要】
1.一种轴向磁场轮毂电机，包括主轴、轮毂和端盖，所述轮毂和端盖滚动套接在所述主轴上，所述轮毂与所述端盖可拆卸式固定连接，其特征在于：还包括电机和行星减速机构，所述电机和所述行星减速机构位于所述轮毂和所述端盖围成的内部空间中，所述主轴上设有线孔，所述电机的引出线用以穿过所述线孔并与外部电源相连，所述电机为单气隙结构的轴向磁场电机，包括一转子盘、一定子铁心、一支撑盘、多个永磁体和多个插销，所述定子铁心具有线槽、定子齿和定子轭，所述定子齿的磁极面与所述主轴垂直，所述定子轭上设有开口槽或通孔；所述转子盘通过包含有角接触轴承的具有两列滚动体的轴承单元与所述主轴转动连接，所述支撑盘与所述主轴固定连接；所述插销的一端穿过所述开口槽或通孔并与所述支撑盘相连，所述插销用以限定所述定子铁心的片间位移；所述行星减速机构包括太阳轮齿圈和中心轮，所述永磁体固定于所述转子盘的与所述定子铁心相对的一面，所述太阳轮齿圈固定于所述转子盘的另一面，所述中心轮固定于所述轮毂的内表面。2.根据权利要求1所述的轴向磁场轮毂电机，其特征在于，所述行星减速机构包括行星架、所述中心轮、所述太阳轮齿圈和行星轮，所述行星架固定套设在所述主轴上，所述行星轮转动安装在所述行星架上，所述行星架具有单向离合器。3.根据权利要求1所述的轴向磁场轮毂电机，其特征在于，所述定子铁心为硅钢片卷带经连续冲片工艺后加预应拉力卷绕而成，所述定...

【专利技术属性】
技术研发人员：眭华兴，眭重兴，高波，高峰，
申请(专利权)人：眭华兴，
类型：发明
国别省市：江苏,32