專利名稱：雙轉(zhuǎn)子四驅(qū)動稀土永磁直流無刷電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電動汽車專用的大功率雙轉(zhuǎn)子四驅(qū)動 稀土永磁直流無刷電動機(jī)。
背景技術(shù)：
此項(xiàng)技術(shù)由電動汽車的發(fā)展而生。目前，國內(nèi)外純電動汽車一般都采用常規(guī)圓柱 型稀土永磁無刷直流電動機(jī)，一個轉(zhuǎn)子，一個定子，一組電瓶給一個繞組通電驅(qū)動；大功率直流電動機(jī)工作電流很大，通電導(dǎo)線截面積很大，鐵芯嵌線槽截面積也必 須相應(yīng)很大，給繞組排布及電機(jī)設(shè)計(jì)造成很大困難，某些大電流設(shè)計(jì)，甚至是不可能實(shí)現(xiàn) 的；大功率電機(jī)，要有大電流支持；大電流放電需要相匹配的大容量蓄電瓶支持；目 前，超過500Ah大容量動力電瓶設(shè)計(jì)及制造技術(shù)還存在一定難度，工藝不很成熟，且費(fèi)用相 當(dāng)高昂；電瓶在大電流放電情況下，還嚴(yán)重影響其使用安全和使用壽命；動力蓄電瓶的價(jià)格因素，以及使用安全和使用壽命，嚴(yán)重影響電動汽車發(fā)展。就電 瓶而電瓶來解決動力電瓶問題是很困難的；從改變它的負(fù)載——驅(qū)動電機(jī)結(jié)構(gòu)入手，蓄電 瓶從大容量可以變成小容量，一組持續(xù)供電，可以變成多組間歇供電，電瓶問題就解決了。本發(fā)明針對上述問題，妥善解決了直流電機(jī)大電流設(shè)計(jì)難題；繞組漆包線分成四 組，分別嵌在四個鐵芯嵌線槽內(nèi)技術(shù)方案，大功率、大電流直流電機(jī)設(shè)計(jì)難題迎刃而解；例如，一臺在某個電壓下需要MOA電流工作的電機(jī)，如果設(shè)計(jì)一個繞組，那么，單 股導(dǎo)線截面需要35mm2 ；供電電源也必須有SOOAh的蓄電瓶配置；這樣的設(shè)計(jì)與配置是很 困難的。如果分成四定子設(shè)計(jì)，每個定子繞組保證60A電流工作，導(dǎo)線截面積只要9mm2就 夠了 ；鐵芯嵌線槽也就好設(shè)計(jì)了 ；200Ah蓄電瓶配4個也就滿足要求了 ；而電機(jī)功率沒有變 化。為了適應(yīng)上述功能要求，本發(fā)明打破傳統(tǒng)常規(guī)設(shè)計(jì)理念，改圓柱型常規(guī)設(shè)計(jì)為盤 式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；在一臺電機(jī)內(nèi)，設(shè)計(jì)兩個轉(zhuǎn)子和四個定子，組成四個平面型空氣隙；轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 外徑和定子外徑相同，定子齒部及軛部截面積增大，磁路路徑變短，磁路通暢，磁飽和得以 避免，電機(jī)功率大幅度提高，扭矩大幅度增大；每一個電樞繞組獨(dú)立通電，都能夠驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，輸出機(jī)械功率；四個電樞繞組可 以分別加載，也可以同時加載，還可以分別卸載，具有功率、扭矩相互疊加功能。這樣的驅(qū)動電機(jī)，可以適應(yīng)汽車行車規(guī)律車起步，或超車提速，或載重上坡時，四 組可以同時加載，大功率運(yùn)行；平坦路段行駛，四組可以分別卸載，只讓一組或者兩組工作， 即可維持汽車勻速運(yùn)動；原來一組大容量蓄電瓶只能不間斷工作，現(xiàn)在分成四組獨(dú)立供電，可以輪流休息 間歇工作；電瓶使用安全以及使用壽命大幅度提高，使用成本下降。電機(jī)常規(guī)設(shè)計(jì)機(jī)殼都帶有底座，以便電機(jī)安裝；但是，驅(qū)動電機(jī)在電動汽車上的安 裝則因車型不同、電機(jī)輸出方式不同，在汽車底盤安裝位置甚至方向也不同，那么，在機(jī)殼上設(shè)計(jì)底座就不方便驅(qū)動電機(jī)的安裝和固定；因此，為了方便驅(qū)動電機(jī)適應(yīng)在不同車型的 安裝需要，本發(fā)明在電機(jī)前后端蓋外端面設(shè)計(jì)有萬能安裝的圓柱面定位結(jié)構(gòu)和螺紋孔固定 結(jié)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容如圖1所示，本項(xiàng)目雙轉(zhuǎn)子四驅(qū)動稀土永磁直流無刷電動機(jī)，由機(jī)殼(6)、定子
(4)、轉(zhuǎn)子(5)、前、后端蓋(2和3)、軸承(9)、電機(jī)軸(1)、緊固件(7)、繞組引出線(8)、電機(jī) 控制信號裝置(1 零部件組成；其特征在于一臺電機(jī)中有四個定子(4)和兩個轉(zhuǎn)子(5)； 四個定子(4)和兩個轉(zhuǎn)子( 形成四個平面型氣隙多極永磁場。改定、轉(zhuǎn)子圓柱形氣隙結(jié)構(gòu)為定、轉(zhuǎn)子平面型氣隙結(jié)構(gòu)，改一臺電機(jī)僅有一個轉(zhuǎn)子 和一個定子為一臺電機(jī)有兩個轉(zhuǎn)子和四個定子；四個定子，每一個定子繞組都可以驅(qū)動轉(zhuǎn) 子旋轉(zhuǎn)，輸出機(jī)械功率；四個定子，可以同時加載，也可以分別加載，還可以分別卸載。本發(fā)明打破一臺電機(jī)只有一個轉(zhuǎn)子和一個定子的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)一臺電機(jī)有 多個定子和多個轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)思路；打破圓柱型氣隙設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)平面型氣隙設(shè)計(jì)思路。其好處是，四個定子可以實(shí)現(xiàn)功率、扭矩疊加，需要大功率就同時工作，需要小功 率就讓部分工作；一臺電機(jī)四路控制，可以滿足汽車行車需求，還可以起到備用動力作用；定轉(zhuǎn)子圓柱形氣隙改為平面型氣隙，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)外徑和定子外徑相同，磁路又大為 改善，功率極大提高，扭矩大幅度增大；定子用鐵量大幅度減少，體積小、重量輕、比功率 大；具體結(jié)構(gòu)是，四個定子，兩個轉(zhuǎn)子；兩個定子中間夾著一個轉(zhuǎn)子；定、轉(zhuǎn)子之間形成平面型空氣 隙；四個定子，其中兩個相背固定在機(jī)殼中部，另外兩個分別固定在前后兩個端蓋； 定子鐵芯端面開有嵌線槽，有效邊在徑向，槽深在軸向，沿圓周均布，電樞繞組就鑲嵌在這 里；轉(zhuǎn)子為永磁轉(zhuǎn)子，偶數(shù)片稀土磁鋼按照一定極性要求內(nèi)置在轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁體中，并通 過極靴向左右兩端面氣隙提供相同極性和相同強(qiáng)度的多極氣隙永磁場；轉(zhuǎn)子由稀土磁鋼， 導(dǎo)磁體，內(nèi)、外隔磁環(huán)，裸體粗導(dǎo)線，緊定螺釘組成；導(dǎo)磁體和內(nèi)、外隔磁環(huán)用裸體粗導(dǎo)線鉚 接成一塊剛體；裸體粗導(dǎo)線與內(nèi)、外隔磁環(huán)構(gòu)成電機(jī)啟動繞組和阻尼繞組。稀土磁鋼為方塊 型，內(nèi)置在導(dǎo)磁體中，形成多極永磁轉(zhuǎn)子，同時向兩側(cè)氣隙提供極性相同、強(qiáng)度相同的多極 氣隙永磁場?？刂菩盘栄b置安裝位置設(shè)計(jì)在后端蓋電機(jī)軸出口處。前后兩個端蓋外端面設(shè) 計(jì)有安裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實(shí)施例本發(fā)明包括定子，轉(zhuǎn)子，機(jī)殼，前、后端蓋，電機(jī)軸，控制信號裝置；具體包括機(jī) 殼，端蓋，軸承、定子鐵芯，電樞繞組，稀土磁鋼，導(dǎo)磁體、隔磁環(huán)、電機(jī)軸，緊固件，繞組引出 線，控制信號裝置零部件；本發(fā)明的技術(shù)方案是如圖1所示，雙轉(zhuǎn)子四驅(qū)動稀土永磁直流無刷電動機(jī)，由機(jī)殼(6)、定子(4)、轉(zhuǎn)子
(5)、前、后端蓋(2和3)、軸承(9)、電機(jī)軸(1)、緊固件(7)、繞組引出線(8)、電機(jī)控制信號裝置(1 零部件組成；一臺電機(jī)中有四個定子(4)和兩個轉(zhuǎn)子(5)；四個定子(4)和兩個 轉(zhuǎn)子( 形成四個平面型氣隙多極永磁場。定子包括，電樞繞組和定子鐵芯，以及繞組引出線等；轉(zhuǎn)子包括，稀土磁鋼，導(dǎo)磁體、內(nèi)外隔磁環(huán)，裸體粗導(dǎo)線等；四個定子，其中兩個相背裝配在機(jī)殼中部位置，另兩個定子分別裝在前后端蓋 上；通過一定的裝配工藝，使電機(jī)軸，四個定子，兩個轉(zhuǎn)子，前、后端蓋，和機(jī)殼裝配，用 緊固件固定，保證正確的裝配關(guān)系和四個定、轉(zhuǎn)子氣隙值；本發(fā)明的有益效果實(shí)現(xiàn)了無刷直流電機(jī)大功率、大電流設(shè)計(jì)；改變了電瓶配置， 符合了汽車實(shí)際控制需要；一臺電機(jī)實(shí)現(xiàn)功率和扭矩疊加；一臺電機(jī)具有分別加載、同時 加載、分別卸載控制功能，滿足汽車行車需求；蓄電瓶避免了大容量配置，使用安全和使用 壽命提高，配置成本和使用成本下降；體積減小，重量輕，比功率增大。


以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1是本發(fā)明的總裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖中電機(jī)軸(1)，前端蓋(2)，后端蓋⑶，定子(4)，轉(zhuǎn)子(5)，機(jī)殼(6)，緊固件 (7)，繞組引出線(8)，軸承(9)，前軸承壓蓋(10)，后軸承壓蓋(11)，控制信號裝置(12)。圖2是本發(fā)明的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。圖中內(nèi)隔磁環(huán)(5-1)，外隔磁環(huán)(5-2)，導(dǎo)磁體(5-3)，稀土磁鋼(5_4)，裸體粗導(dǎo) 線(5-5)，緊定螺釘(5-6)。
具體實(shí)施方式
定子鐵芯嵌線，焊接、整形、綁扎繞組引出線(8)，形成定子(4)；用裸體粗導(dǎo)線(5-5)將導(dǎo)磁體(5-3)和內(nèi)、外隔磁環(huán)(5_1、5_2)鉚接為一塊剛體， 將稀土磁鋼(5-4)內(nèi)置并用緊定螺釘(5-6)固定在導(dǎo)磁體(5-3)中，形成轉(zhuǎn)子(5)；如圖1所示，按照一定的工藝順序，將兩個定子固定在機(jī)殼(6)中部位置；穿 入電機(jī)軸(1)，通過電機(jī)軸⑴將兩個轉(zhuǎn)子(5)分別裝配在中間兩個定子⑷兩側(cè)；另兩個 定子固定在前端蓋( 和后端蓋C3)上，并將軸承(9)分別壓入兩個端蓋軸承室；兩 個已經(jīng)裝配好定子(4)和軸承(9)的前、后端蓋0、3)，分別從機(jī)殼(6)兩端，通過電機(jī)軸 ⑴和機(jī)殼(6)裝配，并用緊固件(7)固定；裝配前、后兩個軸承壓蓋(10、11)；控制信號裝 置(1 裝配在電機(jī)軸(1)后端部和后軸承壓蓋(1 上；四組繞組引出線(8)分別從機(jī)殼 (6)和前、后端蓋0、3)出線孔引出，并固定在機(jī)殼(6)適當(dāng)位置；轉(zhuǎn)動電機(jī)軸(1)，感覺轉(zhuǎn) 動靈活且無卡滯現(xiàn)象；至此，一臺有四個平面氣隙的雙轉(zhuǎn)子四驅(qū)動電動汽車專用大功率稀 土永磁直流無刷電動機(jī)制造完成。
權(quán)利要求1.一種雙轉(zhuǎn)子四驅(qū)動稀土永磁直流無刷電動機(jī)，由機(jī)殼(6)、定子(4)、轉(zhuǎn)子( 、前、后 端蓋(2和3)、軸承(9)、電機(jī)軸(1)、緊固件(7)、繞組引出線(8)、電機(jī)控制信號裝置(12) 零部件組成；其特征在于一臺電機(jī)中有四個定子(4)和兩個轉(zhuǎn)子(5)；四個定子(4)和兩 個轉(zhuǎn)子( 形成四個平面型氣隙多極永磁場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)子四驅(qū)動稀土永磁直流無刷電動機(jī)，其特征在于四個 定子的嵌線槽開在其端面，槽深沿軸線方向，有效邊在徑向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)子四驅(qū)動稀土永磁直流無刷電動機(jī)，其特征在于，4個定 子中，其中兩個定子(4)相背固定在機(jī)殼中部，另外兩個定子(4)分別固定在前、后端 蓋(2和3)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙轉(zhuǎn)子四驅(qū)動稀土永磁直流無刷電動機(jī)，其特征在于 轉(zhuǎn)子(5)由稀土磁鋼(5-4)，導(dǎo)磁體(5-3)，內(nèi)、外隔磁環(huán)(5-1、5-2)，裸體粗導(dǎo)線(5_5)，緊 定螺釘(5-6)組成；稀土磁鋼(5-4)為方塊型，內(nèi)置在導(dǎo)磁體(5- 中，并用緊定螺釘(5-6)固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙轉(zhuǎn)子四驅(qū)動稀土永磁直流無刷電動機(jī)，其特征在于 導(dǎo)磁體(5-3)和內(nèi)、外隔磁環(huán)(5-1、5-2)，用裸體粗導(dǎo)線(5-5)鉚接成一塊剛體；裸體粗導(dǎo) 線(5-5)和內(nèi)、外隔磁環(huán)(5-1和5-2)，構(gòu)成電機(jī)啟動繞組和阻尼繞組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙轉(zhuǎn)子四驅(qū)動稀土永磁直流無刷電動機(jī)，其特征在于， 電機(jī)控制信號裝置(12)設(shè)計(jì)在電機(jī)軸(1)后端蓋(3)的出口處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙轉(zhuǎn)子四驅(qū)動稀土永磁直流無刷電動機(jī)，其特征在于， 電機(jī)前、后端蓋外端面設(shè)計(jì)有用于和汽車底盤安裝固定的圓柱面結(jié)構(gòu)及多個螺紋孔。
專利摘要一種雙轉(zhuǎn)子四驅(qū)動稀土永磁直流無刷電動機(jī)，由機(jī)殼(6)、定子(4)、轉(zhuǎn)子(5)、前、后端蓋(2和3)、軸承(9)、電機(jī)軸(1)、緊固件(7)、繞組引出線(8)、電機(jī)控制信號裝置(12)零部件組成；其特征在于一臺電機(jī)中有四個定子(4)和兩個轉(zhuǎn)子(5)；四個定子(4)和兩個轉(zhuǎn)子(5)形成四個平面型氣隙多極永磁場。該電機(jī)為電動汽車專門設(shè)計(jì)；電機(jī)結(jié)構(gòu)改變了動力電瓶配置，大容量改為小容量，一組不間斷供電改變成4組小容量輪流間歇供電，提高了蓄電瓶使用安全和使用壽命，降低了配置成本，是電動汽車新一代驅(qū)動電機(jī)首選。
文檔編號H02K29/00GK201846214SQ20102017131
公開日2011年5月25日 申請日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者張建修, 楊中興, 王耀坪, 蔡書峰 申請人:楊中興