具有抑制径向电磁力与转矩脉动的轮毂电机制造技术

本发明专利技术提供一种具有抑制径向电磁力与转矩脉动的轮毂电机，包括内定子和外转子，所述外转子内圆上沿周向排列有若干径向向内凸出的外转子凸极，内定子外圆上周向设置有径向向外凸出的内定子凸极，所述外转子内凸极上设置有用于通过内定子凸极配合使用的外转子凸极槽；内定子凸极通过外转子凸极槽时，所述外转子凸极槽与内定子凸极之间的轴向间隙小于转子凸极槽与定子凸极之间的径向间隙以及小于转子凸极与定子之间的径向间隙；本发明专利技术的具有抑制径向电磁力与转矩脉动的轮毂电机应用于车辆后，能够减小径向电磁力，降低转矩脉动，同时内定子采用分离式结构，使复杂的轮毂开关磁阻电机结构安装更加方便，设计自由度大，后其制造和整改时操作简便，可替换性强，可有效降低制造成本。低制造成本。低制造成本。

【技术实现步骤摘要】
具有抑制径向电磁力与转矩脉动的轮毂电机


[0001]本专利技术属于电机
，特别涉及一种具有抑制径向电磁力与转矩脉动的轮毂电机。

技术介绍

[0002]近年来，轮毂电机驱动系统在汽车工业领域得到不断的推广与应用，开关磁阻电机作为轮毂电机驱动电动汽车理想驱动电机类型之一，其系统成本低廉、机械结构稳定、功率拓扑可靠、控制简单且运行效率高，在电动汽车驱动电机领域得到了广泛关注，但轮毂电机在实际行驶中，由于路面激励，径向载荷导致开关磁阻电机发生气隙偏心，导致不平衡径向电磁力引发轮毂驱动电机垂向振动，影响汽车平顺性。另一方面，开关磁阻电机定子凸极与定子凸极重叠之前会产生边缘磁通效应，将导致电机单极励磁时的电感曲线在转子转到定、转子齿对齿重叠部位之前并不为零，边缘磁通效应造成电机在这个区域内向外输出转矩，相电流呈非线性趋势增长；电机输出转矩也相应呈非线性趋势增长，造成电机对外输出合成转矩在此位置波动。
[0003]由于边缘磁通效应造成的转矩脉动将会影响汽车的平顺性与操纵稳定性，因此减小开关磁阻电机不平衡径向电磁力与转矩脉动是轮毂开关磁阻电机发展的迫切需求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术目的是克服上述轮毂开关磁阻电机所面临的难题，而提出一种具有抑制径向电磁力与转矩脉动的轮毂电机及车辆，本专利技术的具有抑制径向电磁力与转矩脉动的轮毂电机能够减小径向电磁力与转矩脉动。
[0005]本专利技术针对上诉问题可通过以下技术方案来实现：
[0006]一种具有抑制径向电磁力与转矩脉动的轮毂电机，包括内定子和外转子，所述外转子内圆上沿周向排列有若干径向向内凸出的外转子凸极，内定子外圆上周向设置有径向向外凸出的内定子凸极，所述外转子凸极上设置有用于通过内定子凸极配合使用的外转子凸极槽；内定子凸极通过外转子凸极槽时，所述外转子凸极槽与内定子凸极之间的轴向间隙小于转子凸极槽与定子凸极之间的径向间隙以及小于转子凸极与定子之间的径向间隙。
[0007]进一步，所述外转子凸极与内定子凸极在旋转重叠接触方向上分别设置有抑制转矩脉动的径向极靴，并在外转子凸极的凸极槽内设置有与内定子凸极上的径向极靴配合使用的径向槽，所述径向槽设置于外转子凸极槽与内定子凸极旋转接触反方向位置。
[0008]进一步，所述内定子为分离式结构，所述内定子包括内定子凸极和内定子分块根部，所述内定子凸极通过凸极根部弧形部位与内定子分块根部的弧形深槽部位卡接连接形成整体。
[0009]进一步，还包括用于连接固定内定子的内定子轴，所述内定子通过设置在内定子两端的限位盘将内定子分块根部固定在内定子轴上。
[0010]进一步，所述内定子单元分块根部与内定子单元轴之间还设置有用于防止相对转
动的滑键，所述内定子单元分块凸极下端还安装有绕组。
[0011]进一步，所述固定于内定子的两端的限位盘按车体方向从外向内分为外侧限位盘和内侧限位盘，所述内侧限位盘由设置在内侧限位盘外侧的套筒限位，外侧限位盘由所述内定子轴上的轴肩限位，所述限位盘通过套筒和内定子轴的轴肩将内定子固定在内定子轴上。
[0012]进一步，还包括设置在外转子两端的电机端盖，按车体方向从外向内分为外电机端盖和内电机端盖，所述内电机端盖和外电机端盖在外转子磁轭处的孔洞处通过紧固件将三者连接固定，所述内电机端盖与外电机端盖之间在边缘处还通过紧固件连接。
[0013]进一步，还包括与内定子同轴设置的法兰盘，所述法兰盘设置于内定子轴轴肩远离外限位盘的一侧，所述法兰盘按车体方向从外向内在轴向分别外法兰面和内法兰面，内法兰面设置于外电机端盖的外侧，且法兰盘的内法兰面外的端部套入外电机端盖的中心轴承孔内；所述法兰盘外法兰面设置有同轴的轮辋，所述法兰盘的外法兰面外的端部套入轮辋的中心轴承孔内；所述法兰盘、轮辋与外电机端盖通过紧固件连接固定在一起。
[0014]进一步，还包括设置于内电机端盖内圆内和法兰盘内圆内的轮毂轴承，所述轮毂轴承为双滚珠球轴承；所述内电机端盖和内定子轴通过双滚珠球轴承固定在一起；法兰盘内部设置有两个双滚珠球轴承，法兰盘通过两个双滚珠球轴承固定连接在内定子轴轴肩外侧。
[0015]进一步，所述轮辋外圈设置有轮胎，所述轮辋与轮胎通过轮胎内圈固定连接在一起。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有效效果：
[0017]1)本专利技术通过设计对内定子凸极轴向两端开槽，外转子凸极内侧开槽，内定子单元与外转子单元形成的轴向气隙小于径向气隙，基于“磁阻最小原理”改变磁通方向，本专利技术与现有技术相比，此结构具有径向磁通密度最低，径向电磁力最低，其特殊外转子凸极对称结构将形成轴向电磁力抵消，其结构对切向磁密影响很小，且具有较高的磁通密度，能够输出较高的转矩，本专利技术在路面激励情况下轮毂电机发生定、转子振动、偏心等垂向负效应下，将径向电磁力受到影响降到很小，能够显著提高车辆平顺性。
[0018]2)本专利技术对内定子、外转子旋转重叠接触方向各加一对径向极靴，在外转子反方向径向开槽，其特殊结构将会改变磁通路径大小，使外转子与内定子边缘磁通效应及磁路饱和程度得到缓解，开槽改变各相电流/电压激励导通角和转子极弧长度，降低轮毂开关磁阻电机的转矩脉动。
[0019]3)本专利技术内定子为分离式结构，使复杂的轮毂开关磁阻电机结构安装更加方便，设计自由度大，后期对轮毂开关磁阻电机结构优化时，在内定子单元优化时可以只针对内定子凸极进行改动，降低制造成本，可以制造成多极，且安装时不受电机转子结构干涉影响。
[0020]4)内定子凸极与外转子凸极可根据输出功率设置不同长度，内定子、外转子凸极结构可根据工作需求内外结构互换。
附图说明
[0021]下面结合附图和实施方案对本专利技术作进一步描述。
[0022]图1本专利技术的轮毂电机示意图
[0023]图2本专利技术的轮毂电机爆炸示意图
[0024]图3本专利技术内定子分块根部示意图
[0025]图4本专利技术内定子凸极示意图
[0026]图5本专利技术外转子示意图
[0027]图6本专利技术外转子A处放大示意图
[0028]图7本专利技术磁通回路示意图
[0029]其中：1
‑
轮胎；2
‑
连接螺栓；3
‑
内电机端盖；4
‑
内定子凸极；5
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内限位盘；6，16，18
‑
双滚珠球轴承；7
‑
套筒；8
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内定子分块根部；9
‑
限位螺母；10
‑
绕组；11
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外转子；12
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外转子六角螺栓；13
‑
外限位盘；14
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限位六角螺栓；15
‑
轮辋螺母；17
‑
内定子轴；19
‑
轮辋六角螺栓；20
‑
法兰盘；21
‑
外转子螺母；22...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有抑制径向电磁力与转矩脉动的轮毂电机，其特征在于：包括内定子和外转子，所述外转子内圆上沿周向排列有若干径向向内凸出的外转子凸极，内定子外圆上周向设置有径向向外凸出的内定子凸极，所述外转子凸极上设置有用于通过内定子凸极配合使用的外转子凸极槽；内定子凸极通过外转子凸极槽时，所述外转子凸极槽与内定子凸极之间的轴向间隙小于转子凸极槽与定子凸极之间的径向间隙以及小于转子凸极与定子之间的径向间隙。2.根据权利要求1所述的具有抑制径向电磁力与转矩脉动的轮毂电机，其特征在于：所述外转子凸极与内定子凸极在旋转重叠接触方向上分别设置有抑制转矩脉动的径向极靴，并在外转子凸极的凸极槽内设置有与内定子凸极上的径向极靴配合使用的径向槽，所述径向槽设置于外转子凸极槽与内定子凸极旋转接触反方向位置。3.根据权利要求1所述的具有抑制径向电磁力与转矩脉动的轮毂电机，其特征在于：所述内定子为分离式结构，所述内定子包括内定子凸极和内定子分块根部，所述内定子凸极通过凸极根部弧形部位与内定子分块根部的弧形深槽部位卡接连接形成整体。4.根据权利要求3所述的具有抑制径向电磁力与转矩脉动的轮毂电机，其特征在于：还包括用于连接固定内定子的内定子轴，所述内定子通过设置在内定子两端的限位盘将内定子分块根部固定在内定子轴上。5.根据权利要求4所述的具有抑制径向电磁力与转矩脉动的轮毂电机，其特征在于：所述内定子单元分块根部与内定子单元轴之间还设置有用于防止相对转动的滑键，所述内定子单元分块凸极下端还安装有绕组。6.根据权利要求4所述的具有抑制径向电磁力与转矩脉动的轮毂电机，其特征在于：所述固定于内定子的两端的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓召学，罗晓亮，秦瀚笙，张洒洒，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：