【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电机，尤其是具有平衡轮结构特点的无刷电机。
技术介绍
1、现有各种无刷直流电机，都不是真正意义上的直流电机，这些所谓的直流电机仅仅是输入电流为直流，且并不稳定，有刷直流电机和无刷直流电机的电机内部磁电工作过程和工作原理都是交流电磁场，现在所有电机和直流电机都是依据法拉第电枢式发展起来的，直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。导体受力的方向用左手定则确定。无刷电动机是将普通直流电动机的定子与转子进行了互换。其转子为永久磁铁产生气隙磁通：定子为电枢，由多相绕组组成。无刷电动机定子的结构与普通的同步电动机或感应电动机相同.在铁芯中嵌入多相绕组(三相、四相、五相不等).绕组可接成星形或三角形，并分别与逆变器的各功率管相连，以便进行合理换相。转子多采用钐钴或钕铁硼等高矫顽力、高剩磁密度的稀土料，由于磁极中磁性材料所放位置的不同.可以分为表面式磁极、嵌入式磁极和环形磁极。由于电动机本体为永磁电机，所以习惯上把无刷电动机也叫做永磁无刷直流电动机。有刷电动机的2个铜刷或者碳刷是通过绝缘座固定在电动机后盖上直接将电源的正负极引入到转子的换相器上，而换相器连通了转子上的线圈，3个线圈极性不断的交替变换与外壳上固定的2块磁铁形成作用力而转动起来。由于换相器与转子固定在一起，而刷与外壳(定子)固定在一起，电动机转动时刷与换相器不断的发生摩擦产生大量的阻力与热量。所以有刷电机的效率低下损耗非常大。但是它同样具有制造简单，成本低廉的优点。
2、
3、无刷电机的控制结构，无刷电机是同步电机的一种，也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(p)影响，n＝120.f/p。在转子极数固定情况下，改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器)，控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正，以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说无刷电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。
4、开关磁阻式电机是交流电机，在转子旋转时，磁路的磁阻要有尽可能大的变化。所以，该电动机的定、转子均采用双凸极结构，并用硅钢片叠制而成。在每个定子磁极上都装有简单的集中绕组，并把径向相对的两个定子磁极上的绕组以串联或并联的方式构成一相。在转子上无任何绕组，也无永磁体。按照电动机的相数，可分为奇数相和偶数相。按照电动机的磁路结构，可分为两极型长磁路结构和四极型短磁路结构。按照电动机的通电励磁模式，有单相励磁和多相励磁之分，
5、空心杯电机的线圈看上去像一个水杯，所以叫空心杯，空心杯电动机作为一种直流电动机，在结构上突破了传统电机的转子结构形式，其重量和转动惯量大幅降低，从而减少了转子自身的机械能损耗。由于转子的结构变化而使电动机的运转特性得到了改善，不但具有突出的节能特点，更为重要的是具备了铁芯电动机所无法达到的控制和拖动特性。无铁芯转子，这种新颖的转子结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗。节能特性能量转换效率很高，其最大效率一般在70％以上，控制特性起动、制动迅速，响应极快，机械时间常数小于28毫秒，(铁芯电动机一般在100毫秒以上)；在推荐运行区域内的高速运转状态下，可以方便地对转速进行灵敏的调节。拖动特性：运行稳定性十分可靠，转速的波动很小，作为微型电动机其转速波动能够容易的控制在2％以内。另外，空心杯电动机的能量密度大幅度提高，与同等功率的铁芯电动机相比，其重量、体积减轻1/3-1/2。由于空心杯电动机克服了有铁芯电动机不可逾越的技术障碍，而且其突出的特点集中在电动机的主要性能需要快速响应的随动系统。如导弹的飞行方向快速调节，高倍率光驱的随动控制，快速自动调焦，高灵敏的记录和检测设备，工业机器人，仿生义肢，航模等，但由于空心杯电机的线圈生产工艺极其复杂，生产自动化程度远不如铁芯电动机，导致其生产成本高，劳动力成本高，而且对操作者的技能水平要求高。给大规模生产带来很多困难和限制，由于空心杯电机的线圈只能做的很薄，所以只能在微型电机领域应用，扭力小功率低，一般功率只有几瓦，最大也就几百瓦，而新能源电车电机一般都在几十千瓦以上。
6、新能源汽车三大核心部件，电池、电机和电控，其中电机一般采用三相永磁同步电动机和三相交流感应电动机，这些都是大功率交流电机，新能源汽车广泛使用的三相永磁同步电动机实际就是内转子无刷电机，一般而言，内转子无刷电机在电机扭力和极限转速上是远不如外转子无刷电机的，但因为外转子无刷电机的轴向长度有限，太长会失去平衡，而内转子无刷电机没有这个问题，所以现在新能源汽车都广泛使用内转子无刷电机，我国对新能源汽车电机的未来标准要求是峰值功率比，5到7千瓦每千克，持续时间30秒。
技术实现思路
1、为了克服现有外转子无刷电机的不足，提高新能源汽车电机的能效，转速和功重比，本专利技术通过增加平衡轮和机壳的方式，对外转子无刷电机进行改进，使外转子的轴向长度得到充分延长，使得外转子无刷电机的功率提高数倍之多，能够应用于新能源汽车上。
2、为实现上述目的，本专利技术所采取的第一种技术方案：包括转子、定子、导线绕组、轴承、平衡轮、机壳，其特征在于：所述的转子总成包括轴杆、铁筒、外磁体、铁柱和内磁体，所述的铁筒套着所述的铁柱，所述铁筒的一端有盘与所述铁柱的一端紧密连接，所述的的盘和所述的铁柱轴心连接有轴杆，所述的铁筒、所述的铁柱、所述的轴杆同轴线，所述的外磁体是若干个永磁体组成的磁系，所述的外磁体紧贴在所述的铁筒内壁上，所述的内磁体是若干个永磁体组成的磁系，所述的内磁体紧贴在所述的铁柱外壁上，所述的外磁体和所述的内磁体的磁场排列方式是：每个相邻的永磁体磁场方向都相反，即一个永磁体的磁场方向是径向n-s，则相邻永磁体的磁场方向是径向s-n，或是，一个永磁体的磁场方向是径向s-n，则相邻永磁体的磁场方向是径向n-s，所述的外磁体和所述的内磁体的永磁体数量相同，所述的外磁体和所述的内磁体之间有定子，所述的定子是若干个凸极凹槽结构的铁环，有导线缠绕凸极部形成导线绕组，所述导线绕组与所述的转本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种平衡轮无刷电机，包括转子(1)、定子(2)、导线绕组(3)、轴承(4)、平衡轮(5)、机壳(6)，其特征在于：所述的转子(1)总成包括轴杆(10)、铁筒(12)、外磁体(11)、铁柱(13)和内磁体(14)，所述的铁筒(12)套着所述的铁柱(13)，所述铁筒(12)的一端有盘与所述铁柱(13)的一端紧密连接，所述的的盘和所述的铁柱(13)轴心连接有轴杆(10)，所述的铁筒(12)、所述的铁柱(13)、所述的轴杆(10)同轴线，所述的外磁体(11)是若干个永磁体组成的磁系，所述的外磁体(11)紧贴在所述的铁筒(12)内壁上，所述的内磁体(14)是若干个永磁体组成的磁系，所述的内磁体(14)紧贴在所述的铁柱(13)外壁上，所述的外磁体(11)和所述的内磁体(14)的磁场排列方式是：每个相邻的永磁体磁场方向都相反，即一个永磁体的磁场方向是径向N-S，则相邻永磁体的磁场方向是径向S-N，或是，一个永磁体的磁场方向是径向S-N，则相邻永磁体的磁场方向是径向N-S，所述的外磁体(11)和所述的内磁体(14)的永磁体数量相同，所述的外磁体(11)和所述的内磁体(14)之间有定子(2)，
2.一种平衡轮无刷电机，包括转子(1)、定子(2)、导线绕组(3)、轴承(4)、平衡轮(5)、机壳(6)，其特征在于：所述的转子(1)包括轴杆(10)、铁筒(12)、外磁体(11)，所述的铁筒(12)一端有盘紧密连接，所述盘的轴心连接有轴杆(10)，所述的铁筒(12)和所述的轴杆(10)同轴线，所述的外磁体(11)是若干个永磁体组成的磁系，所述的外磁体(11)紧贴在所述的铁筒(12)内壁上，所述的外磁体(11)的磁场排列方式是：每个相邻的永磁体磁场方向都相反，即一个永磁体的磁场方向是径向N-S，则相邻永磁体的磁场方向是径向S-N，或是，一个永磁体的磁场方向是径向S-N，则相邻永磁体的磁场方向是径向N-S，所述的外磁体(11)套着定子(2)，所述的定子(2)是若干个凸极凹槽结构的铁环，有导线缠绕凸极形成导线绕组(3)，所述导线绕组(3)与所述的转子(1)之间有旋转间隙，所述的机壳(6)呈筒形或筒形架构，一端有后盖(60)，所述机壳(6)二端的中心有轴承座，所述的轴杆(10)二端分别安装有轴承(4)，所述的轴承(4)套装在所述的机壳(6)二端中心的轴承座中，所述机壳(6)内壁与所述的转子(1)之间有旋转间隙，所述机壳(6)的后盖(60)与所述的定子(2)之间有紧固件固定，在所述的定子(2)与后盖(60)之间设置有若干个平衡轮(5)，所述的平衡轮(5)与所述的铁筒(12)内壁接触转动，以保证铁筒(12)旋转的动平衡，所述的定子(2)和所述的机壳(6)固定不动，所述的转子(1)相对转动，所述的导线绕组(3)相对切割磁场，所述导线绕组(3)的导线端从所述的机壳(6)后盖(60)引出，所述轴杆(10)的一端或二端作为动力输出轴。
3.一种平衡轮无刷电机，包括转子(1)、定子(2)、导线绕组(3)、轴承(4)、平衡轮(5)、固定盘(8)，其特征在于：所述的转子(1)包括轴杆(10)、铁筒(12)、外磁体(11)，所述的铁筒(12)一端有盘紧密连接，所述盘的轴心连接有轴杆(10)，所述的铁筒(12)和所述的轴杆(10)同轴线，所述的外磁体(11)是若干个永磁体组成的磁系，所述的外磁体(11)紧贴在所述的铁筒(12)内壁上，所述的外磁体(11)的磁场排列方式是：每个相邻的永磁体磁场方向都相反，即一个永磁体的磁场方向是径向N-S，则相邻永磁体的磁场方向是径向S-N，或是，一个永磁体的磁场方向是径向S-N，则相邻永磁体的磁场方向是径向N-S，所述的外磁体(11)套着定子(2)，所述的定子(2)中心有轴向通孔，所述通孔二端有轴承座，所述的定子(2)是若干个凸极凹槽结...
【技术特征摘要】
1.一种平衡轮无刷电机，包括转子(1)、定子(2)、导线绕组(3)、轴承(4)、平衡轮(5)、机壳(6)，其特征在于：所述的转子(1)总成包括轴杆(10)、铁筒(12)、外磁体(11)、铁柱(13)和内磁体(14)，所述的铁筒(12)套着所述的铁柱(13)，所述铁筒(12)的一端有盘与所述铁柱(13)的一端紧密连接，所述的的盘和所述的铁柱(13)轴心连接有轴杆(10)，所述的铁筒(12)、所述的铁柱(13)、所述的轴杆(10)同轴线，所述的外磁体(11)是若干个永磁体组成的磁系，所述的外磁体(11)紧贴在所述的铁筒(12)内壁上，所述的内磁体(14)是若干个永磁体组成的磁系，所述的内磁体(14)紧贴在所述的铁柱(13)外壁上，所述的外磁体(11)和所述的内磁体(14)的磁场排列方式是：每个相邻的永磁体磁场方向都相反，即一个永磁体的磁场方向是径向n-s，则相邻永磁体的磁场方向是径向s-n，或是，一个永磁体的磁场方向是径向s-n，则相邻永磁体的磁场方向是径向n-s，所述的外磁体(11)和所述的内磁体(14)的永磁体数量相同，所述的外磁体(11)和所述的内磁体(14)之间有定子(2)，所述的定子(2)是若干个凸极凹槽结构的铁环，有导线缠绕凸极部形成导线绕组(3)，所述导线绕组(3)与所述的转子(1)之间有旋转间隙，所述的机壳(6)呈筒形或筒形架构，一端有后盖(60)，所述机壳(6)二端的中心有轴承座，所述的轴杆(10)一端分别安装有轴承(4)，所述的轴承(4)套装在所述的机壳(6)二端中心的轴承座中，所述机壳(6)内壁与所述的转子(1)之间有旋转间隙，所述机壳(6)的后盖(60)与所述的定子(2)之间有紧固件固定，在所述的定子(2)与后盖(60)之间设置有若干个平衡轮(5)，所述的平衡轮(5)与所述的铁筒(12)内壁接触转动，以保证铁筒(12)旋转的动平衡，所述的定子(2)和所述的机壳(6)固定不动，所述的转子(1)相对转动，所述的导线绕组(3)相对切割磁场，所述导线绕组(3)的导线端从所述的机壳(6)后盖(60)引出，所述轴杆(10)的一端或二端作为动力输出轴。
2.一种平衡轮无刷电机，包括转子(1)、定子(2)、导线绕组(3)、轴承(4)、平衡轮(5)、机壳(6)，其特征在于：所述的转子(1)包括轴杆(10)、铁筒(12)、外磁体(11)，所述的铁筒(12)一端有盘紧密连接，所述盘的轴心连接有轴杆(10)，所述的铁筒(12)和所述的轴杆(10)同轴线，所述的外磁体(11)是若干个永磁体组成的磁系，所述的外磁体(11)紧贴在所述的铁筒(12)内壁上，所述的外磁体(11)的磁场排列方式是：每个相邻的永磁体磁场方向都相反，即一个永磁体的磁场方向是径向n-s，则相邻永磁体的磁场方向是径向s-n，或是，一个永磁体的磁场方向是径向s-n，则相邻永磁体的磁场方向是径向n-s，所述的外磁体(11)套着定子(2)，所述的定子(2)是若干个凸极凹槽结构的铁环，有导线缠绕凸极形成导线绕组(3)，所述导线绕组(3)与所述的转子(1)之间有旋转间隙，所述的机壳(6)呈筒形或筒形架构，一端有后盖(60)，所述机壳(6)二端的中心有轴承座，所述的轴杆(10)二端分别安装有轴承(4)，所述的轴承(4)套装在所述的机壳(6)二端中心的轴承座中，所述机壳(6)内壁与所述的转子(1)之间有旋转间隙，所述机壳(6)的后盖(60)与所述的定子(2)之间有紧固件固定，在所述的定子(2)与后盖(60)之间设置有若干个平衡轮(5)，所述的平衡轮(5)与所述的铁筒(12)内壁接触转动，以保证铁筒(12)旋转的动平衡，所述的定子(2)和所述的机壳(6)固定不动，所述的转子(1)相对转动，所述的导线绕组(3)相对切割磁场，所述导线绕组(3)的导线端从所述的机壳(6)后盖(60)引出，所述轴杆(10)的一端或二端作为动力输出轴。
3.一种平衡轮无刷电机，包括转子(1)、定子(2...
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