本发明专利技术公开了一种单元模块组合式定子轴向磁场有齿轮毂电机，包括主轴、轮毂、端盖、电机和行星齿轮减速机构，电机为单气隙定轴结构的轴向磁场电机，包括一转子组件和一定子组件，转子组件中的转子盘通过包含有角接触轴承的具有轴向并列的滚动体的轴承单元与主轴滚动连接，定子组件中包括多个绕设有线圈的单元定子和一个定子托盘，单元定子为不同宽度的“工”字形硅钢片沿径向方向叠合并连接为一整体，单元定子通过固定销连接在定子托盘上组成单元模块组合式定子结构，定子托盘与主轴固定连接。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。能大幅提高电动自行车的续行里程。能大幅提高电动自行车的续行里程。
【技术实现步骤摘要】
一种单元模块组合式定子轴向磁场有齿轮毂电机
[0001]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有齿轮毂电机。
技术介绍
[0002]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，另一类是与轮毂一体的轮毂电机，其中轮毂电机又分为低速轮毂电机和具有行星齿轮减速机构的有齿轮毂电机两种。由于低速轮毂电机的电动自行车存在磁滞阻力，自行车的骑行功能被严重弱化，有齿轮毂电机是在轮毂和端盖的内部空间装有驱动电机、行星齿轮减速机构及单向离合器，更适合具能良好骑行功能和滑行能力的轻型电动自行车，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。上述两种轮毂电机，其驱动电机均为径向磁场的直流永磁电机，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。
[0003]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ZL 201620995774.7公开的“一种盘式无铁心直流电机”，但该无铁芯结构的轴向磁场电机为双转子结构，需消耗较多的稀土永磁体，其经济性明显不足。
[0004]有铁芯的轴向磁场电机，由于其磁漏小、电磁密度高，高效率区间宽，其电气性能体现在轮毂电机上有明显的优势，由于存在轴向磁拉力，一般技术人员会规避同时还存在倾覆力矩的单气隙结构的轴向磁场电机，所以现有技术的轴向磁场电机均为双气隙结构，定子组件均与机壳相连接，还没有出现定轴结构的、能安装在轮毂空间内的、满足轮毂电机通轴要求的有铁芯的轴向磁场电机技术，实现这一技术，是大幅提高电动自行车续行里程，实现该领域技术跨越式进步的最佳的技术路径。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种单元模块组合式定子轴向磁场有齿轮毂电机，用以将效率高、高效率区间宽的轴向磁场电机在现有的生产技术条件下低成本地应用于电动自行车领域，满足人们对行驶里程增加的要求。
[0006]其技术思路是：驱动电机采用单气隙结构有铁芯的轴向磁场电机，并且为定轴结构型式，减小轮毂内部的空间占有；采用行星齿轮减速机构减速，使轴向磁场电机具有高速低扭矩的特性，由此大幅减少永磁体用量，从而大幅减小磁拉力和大幅降低电机成本；电机转子通过包含有角接触轴承的具有轴向并列的滚动体的轴承单元，克服轴向磁拉力和转子
盘的倾覆力；采用独立模块的单元定子，克服缺乏高效率冲卷设备和绕线设备的现有生产条件，利用成熟的高速连续模冲片工艺和激光焊接工艺制造定子铁芯，同时实现线圈绕线的自动化。
[0007]为此，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术公开了一种单元模块组合式定子轴向磁场有齿轮毂电机，包括主轴、轮毂、端盖、电机和行星齿轮减速机构，所述电机通过所述行星齿轮减速机构减速后驱动所述轮毂转动；所述电机为单气隙定轴结构的轴向磁场电机，包括一转子组件和一定子组件，所述转子组件包括一转子盘和安装在所述转子盘上的多个永磁体，所述转子盘通过包含有角接触轴承的具有轴向并列的滚动体的轴承单元与所述主轴转动连接；所述定子组件包括多个单元定子、多个线圈和一个定子托盘，所述定子托盘固定连接在所述主轴上，所述单元定子为不同宽度的“工”字形硅钢片沿径向方向叠合并连接为一整体，所述线圈为集中绕组形式并绕设在所述单元定子上，所述单元定子同心排列并通过固定销连接在所述定子托盘上组成单元模块组合式定子。
[0009]优选地，所述单元定子和所述线圈之间通过绝缘的线圈骨架或绝缘涂敷层进行绝缘阻隔。
[0010]优选地，所述单元定子轭部叠片的轴向长度大于磁极面一侧叠片的轴向长度，相邻的所述单元定子轭部的周向叠合面间留有间隙因而具有第二气隙。
[0011]优选地，所述单元定子通过叠压焊接工艺或粘接工艺形成整体结构，其焊接面或粘接面至少包括其轭部的端面。
[0012]优选地，所述固定销为所述单元定子轭部且与所述单元定子一体的燕尾销，配合所述固定销于所述定子托盘上设有第一燕尾槽，所述固定销插入所述第一燕尾槽，从而实现所述单元定子与所述定子托盘的固定连接。
[0013]优选地，所述固定销为两侧燕尾形或一侧为燕尾形另一侧为“T”形，所述单元定子轭部设有与所述固定销配合的第二燕尾槽，对应所述第二燕尾槽于所述定子托盘上设有第一燕尾槽或“T”形槽，所述第二燕尾槽和所述第一燕尾槽或“T”形槽内插入所述固定销，从而实现所述单元定子与所述定子托盘的固定连接。
[0014]优选地，所述固定销为圆柱形，所述单元定子的轭部设有与所述固定销配合的第一安装孔，所述定子托盘设有外环圈和轴向圆柱，由所述外环圈和所述轴向圆柱于所述定子托盘上形成有套装所述单元定子的环槽，对应所述第一安装孔于所述外环圈和所述轴向圆柱上设有第二安装孔和第三安装孔，从所述第二安装孔、所述第一安装孔和所述第三安装孔插入所述固定销，从而实现所述单元定子与所述定子托盘的固定连接。
[0015]优选地，单气隙结构的轴向磁场轮毂电机，其所述转子盘所承受的磁拉力和倾覆力由所述轴承单元支持，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。
[0016]优选地，所述轴承单元为深沟球轴承与单列角接触球轴承的串联组合中，所述单列角接触球轴承位于所述单元定子一侧，其外圈直径大于所述深沟球轴承的外圈直径，或所述深沟球轴承与所述单列角接触球轴承的外圈直径相同并在两个轴承的外圈间设置垫圈。
[0017]优选地，所述轴承单元为两个单列角接触球轴承的串联组合中，两个所述单列角
接触球轴承同向排列，并在该两个轴承的内圈间设置弹性垫圈，所述转子盘受到的磁拉力通过所述弹性垫圈由两个所述单列角接触球轴承共同分担。
[0018]优选地，所述转子盘和/或所述定子托盘上设有通风口，通过所述转子盘的旋转产生的空气压力差，冷空气从所述通风口导入所述电机内部，将热空气排出所述电机。
[0019]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0020]本专利技术将轴向磁场电机，特别是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，永磁体用量比传统径向磁场电机下降20％，硅钢片材料消耗减少40％，高效率区间提前且宽度大幅增加，大幅提高了电动自行车的续行里程，并且可以在现有制备技术条件下进行低成本的批量生产。
附图说明
[0021]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，在不付本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种单元模块组合式定子轴向磁场有齿轮毂电机，包括主轴、轮毂、端盖、电机和行星齿轮减速机构，所述电机通过所述行星齿轮减速机构减速后驱动所述轮毂转动，其特征是：所述电机为单气隙定轴结构的轴向磁场电机，包括一转子组件和一定子组件，所述转子组件包括一转子盘和安装在所述转子盘上的多个永磁体，所述转子盘通过包含有角接触轴承的具有轴向并列的滚动体的轴承单元与所述主轴转动连接；所述定子组件包括多个单元定子、多个线圈和一个定子托盘，所述定子托盘固定连接在所述主轴上，所述单元定子为不同宽度的“工”字形硅钢片沿径向方向叠合并连接为一整体，所述线圈为集中绕组形式并绕设在所述单元定子上，所述单元定子同心排列并通过固定销连接在所述定子托盘上组成单元模块组合式定子。2.根据权利要求1所述的单元模块组合式定子轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述单元定子轭部叠片的轴向长度大于其磁极面一侧叠片的轴向长度，相邻的所述单元定子轭部的周向叠合面间留有间隙因而具有第二气隙。3.根据权利要求1所述的单元模块组合式定子轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述单元定子通过叠压焊接工艺或粘接工艺形成整体结构，其焊接面或粘接面至少包括其轭部的端面。4.根据权利要求1所述的单元模块组合式定子轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述固定销为所述单元定子轭部且与所述单元定子一体的燕尾销，配合所述固定销于所述定子托盘上设有第一燕尾槽，所述固定销插入所述第一燕尾槽，从而实现所述单元定子与所述定子托盘的固定连接。5.根据权利要求1所述的单元模块组合式定子轴向磁场有齿轮毂电机，其特征在于，所述固定销为两侧燕尾形或一侧为燕尾形另一侧为“T”形，所述单元定子轭部设有与所述固定销配合的第二燕尾槽，对应所述第二燕尾槽于所述定子托盘上设有第一燕尾槽或“T”形槽，所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：眭华兴，
申请(专利权)人：眭华兴，
类型：新型
国别省市：
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