值，或啟動(dòng)不超過!/3時(shí)域達(dá)到最大值，之后隨時(shí)序以任意方式遞減，至T1時(shí)序終止時(shí)設(shè)置最小值或歸O。
[0080]通電強(qiáng)度隨時(shí)序遞減的方案眾多，例如設(shè)置為隨時(shí)序線性遞減，也可設(shè)置為由最大值按2K關(guān)系時(shí)序遞減，K取值范圍為0.55至0.95的正數(shù)，等等；圖6b所示的是一種兩階恒流隨時(shí)序遞減的設(shè)計(jì)方案，圖6c是一種首階電流恒定、二階電流呈曲線遞減的設(shè)計(jì)方案，圖6d是一種多階電流呈連續(xù)遞減的設(shè)計(jì)方案，其多階電流強(qiáng)度的幅值包絡(luò)越接近It/A=(10-1g)Sine的優(yōu)選關(guān)系，節(jié)電效果越好；圖6e是一種通電時(shí)序終止時(shí)刻的電流不為O、其間強(qiáng)度隨時(shí)序遞減的幅值包絡(luò)趨勢示意圖。
[0081]對(duì)一個(gè)定子單元3a組合同軸轉(zhuǎn)體上一個(gè)永磁體轉(zhuǎn)子單元和一個(gè)導(dǎo)磁體轉(zhuǎn)子單元的分析案例來說，轉(zhuǎn)子單元繞軸周期η大部分時(shí)間不處于定子單元的電磁力有效作用區(qū)間，編程時(shí)應(yīng)首先考慮電流時(shí)序周期T的中斷時(shí)間T。，進(jìn)而優(yōu)選斷電時(shí)間T2和驅(qū)動(dòng)通電時(shí)間T1，提高電能的利用率，圖6f是本分析案例永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl和導(dǎo)磁體轉(zhuǎn)子單元3b2相隔180度對(duì)稱設(shè)置時(shí)、對(duì)應(yīng)其中一個(gè)轉(zhuǎn)子單元3bl/3b2的驅(qū)動(dòng)通電時(shí)序邏輯示意圖。組合設(shè)置兩種材料轉(zhuǎn)子單元的優(yōu)點(diǎn)在于:如果同軸轉(zhuǎn)體上僅設(shè)置永磁體轉(zhuǎn)子單元，由于其磁極是固定，在本發(fā)明應(yīng)用的基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)模型中無論磁極方向怎樣排布，均不能以動(dòng)態(tài)反極形式跟隨定子單元的電磁力作用，電能轉(zhuǎn)換效率不如感應(yīng)生磁的導(dǎo)磁體轉(zhuǎn)子單元高；如果同軸轉(zhuǎn)體上僅設(shè)置導(dǎo)磁體轉(zhuǎn)子單元，正因?yàn)槠浯艠O是感應(yīng)生磁，當(dāng)其剛好處于與定子單元隔氣隙處于同一法線10、Θ為O時(shí)，電動(dòng)車很難從靜態(tài)啟動(dòng)，容易出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)體上相間設(shè)置有永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl，電源調(diào)制器可通過感應(yīng)裝置判知永磁體轉(zhuǎn)子單元Θ為O的位置，相應(yīng)發(fā)出靜態(tài)啟動(dòng)時(shí)序電流；所謂靜態(tài)啟動(dòng)時(shí)序電流的一個(gè)簡單例，是碰到上述堵轉(zhuǎn)、電源調(diào)制器在設(shè)定時(shí)間最大值得不到傳感裝置反饋信號(hào)的情況下，實(shí)時(shí)發(fā)出與正常驅(qū)動(dòng)電流方向相反的啟動(dòng)電流，使轉(zhuǎn)體上至少一個(gè)永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl受到同極性相斥作用而偏離與定子單元隔氣隙處于同一法線的狀態(tài)，避免堵轉(zhuǎn)發(fā)生。
[0082]對(duì)一個(gè)定子單元3a組合η個(gè)轉(zhuǎn)子單元3b(3bl/3b2)的分析案例來說,定子單元3a在同軸轉(zhuǎn)體一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期η是與η個(gè)轉(zhuǎn)子單元3b發(fā)生電磁作用，電源調(diào)制器I優(yōu)選發(fā)出η個(gè)周期為T的通電時(shí)序，對(duì)應(yīng)同軸轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)周期有η個(gè)Tpn個(gè)T2以及η個(gè)Τ。的時(shí)序工作邏輯，這種組合設(shè)計(jì)對(duì)電源調(diào)制器提出了較高要求。轉(zhuǎn)子單元并非設(shè)置越多越好，其在同軸轉(zhuǎn)體上的數(shù)目η受限于所受定子單元電磁力有效作用區(qū)間相應(yīng)的空間占位，否則電源調(diào)制器對(duì)應(yīng)輸出的時(shí)序電流周期會(huì)重疊。
[0083]圖7a是一個(gè)定子單元組合8個(gè)轉(zhuǎn)子單元的結(jié)構(gòu)示意簡圖，定子單元在同軸轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)周期η分別與8個(gè)轉(zhuǎn)子單元發(fā)生磁作用，電源調(diào)制器對(duì)應(yīng)的理論時(shí)序電流劃分為8個(gè)(WT。)周期，圖7b標(biāo)示了一種設(shè)定T為/8、在同軸轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)的T1JdP T。示意時(shí)域，圖7c為其中一個(gè)周期T的通電邏輯示意圖。
[0084]如圖8所示，同軸轉(zhuǎn)體內(nèi)部設(shè)置有兩個(gè)定子單元3a，同軸轉(zhuǎn)體上設(shè)置有8個(gè)轉(zhuǎn)子單元3b，在同軸轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)周期中，電源調(diào)制器要為兩個(gè)定子單元分別提供8個(gè)周期為(T^T^To)的時(shí)序電流，這種組合對(duì)電源調(diào)制器提出了更高的設(shè)計(jì)要求。進(jìn)一步可選擇4個(gè)定子單元組合10個(gè)轉(zhuǎn)子單元、12個(gè)定子單元組合12個(gè)轉(zhuǎn)子單元(如圖9所示)等等。理論上當(dāng)H個(gè)定子單元與η個(gè)轉(zhuǎn)子單元組合設(shè)計(jì)時(shí)，如果電源調(diào)制器對(duì)H個(gè)定子單元繞組分立供電，需對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)η*Η個(gè)電流時(shí)序，即η*Η個(gè)(T1+!^+!;)電流時(shí)序，編程將十分復(fù)雜；因此在多個(gè)定子單元3a的實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，優(yōu)選H個(gè)定子單元繞組電串聯(lián)組合，或H個(gè)定子單元繞組分為若干組外接電源調(diào)制器，例如4個(gè)定子單元的內(nèi)部繞組串聯(lián)，串聯(lián)繞組中間引出抽頭共三根線對(duì)外電連接電源調(diào)制器，技術(shù)上還可利用該三根線兩兩比較的微分電位的不同，作為一種轉(zhuǎn)子單元與定子單元相對(duì)位置判別的信號(hào)源，替代獨(dú)立設(shè)置的傳感單元。
[0085]理論上，也可以在同軸轉(zhuǎn)體安裝一個(gè)轉(zhuǎn)子單元與若干個(gè)定子單元組合，但這種等效設(shè)計(jì)在技術(shù)上雖可實(shí)施，但因定子單元的造價(jià)相對(duì)較高，非優(yōu)選方案。
[0086]電源調(diào)制器I可用常規(guī)開關(guān)電路設(shè)計(jì)或脈沖數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)，后者的基礎(chǔ)功能模塊一般包括電源變換電路、內(nèi)存貯有工作程序的微處理器和信號(hào)輸入輸出電路，能通過傳感單元3c反饋信號(hào)相應(yīng)地控制驅(qū)動(dòng)模塊輸出的時(shí)序電流，對(duì)電動(dòng)裝置3進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，其工作邏輯如圖5a簡示，圖5b是一種實(shí)現(xiàn)電源調(diào)制器基本功能的數(shù)字技術(shù)邏輯的模塊組合示意圖。
[0087]電源調(diào)制器的工作邏輯變換指令信號(hào)通常是從固連在同軸轉(zhuǎn)體內(nèi)部或外部的傳感單元獲得，傳感單元不限于使用磁電感應(yīng)繞組或霍爾元件，也可使用光電編碼器等，當(dāng)轉(zhuǎn)子單元繞軸7周期性運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感單元可獲得電流(電壓)的變化率反饋給電源調(diào)制器，電源調(diào)制器依據(jù)這一感應(yīng)信號(hào)判知轉(zhuǎn)子單元3b的相對(duì)位置而相應(yīng)發(fā)出電流時(shí)序。根據(jù)對(duì)傳感單元3c的工作精度及可靠性要求，傳感單元3c可在同軸轉(zhuǎn)體內(nèi)部或外部設(shè)置一個(gè)或若干個(gè)，甚至變形為從上述多個(gè)定子單元繞組串聯(lián)成多線回路反饋的方式、以及運(yùn)用定子單元3a雙線環(huán)繞的繞組反饋方式獲得工作邏輯變換指令信號(hào)，此時(shí)電源調(diào)制器的感應(yīng)信號(hào)輸入端Ic相應(yīng)內(nèi)置，其響應(yīng)處理對(duì)電源調(diào)制器I的工作程序邏輯提出了較高要求。由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)上述工作邏輯變換的編程技術(shù)為行業(yè)專業(yè)人士所公知，所需了解的是時(shí)序電流周期、通電子集時(shí)域和幅值變化以及其間斷電時(shí)域等基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)。
[0088]綜上，所述的電源調(diào)制器是一個(gè)包括兩級(jí)周期/頻率設(shè)計(jì)的邏輯電源開關(guān)系統(tǒng)，一是T1通電時(shí)域內(nèi)m個(gè)子集的周期/頻率設(shè)計(jì)，該頻率越高越利于迫近理論節(jié)電優(yōu)化的幅值遞減關(guān)系；二是時(shí)序通電周期/頻率，反映了單位時(shí)間內(nèi)定子單元3a對(duì)轉(zhuǎn)子單元3b的通電作用次數(shù)，該時(shí)序頻率間接定義了電動(dòng)輪轂裝置的轉(zhuǎn)速及定子單元所需要的通電幅值或電磁力(源于電源調(diào)制器向定子單元的繞組通電)，因?yàn)門1通電時(shí)域的幅值越大，單位時(shí)間內(nèi)定子單元通電對(duì)轉(zhuǎn)子單元的作用力越大、作用次數(shù)越多，其結(jié)果反映了同軸轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速越快。電源調(diào)制器所輸出的時(shí)序電流頻率，與同軸轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)一個(gè)周期隱含的(Ti+L+T。)時(shí)序作用次數(shù)、通電平均強(qiáng)度以及轉(zhuǎn)速是相互對(duì)應(yīng)的諸物理量關(guān)系，因此當(dāng)電源調(diào)制器的諸多設(shè)定條件進(jìn)入邏輯工作狀態(tài)后，控制了時(shí)序通電的頻率也就是控制了轉(zhuǎn)速。該人工控制的電動(dòng)輪轂裝置轉(zhuǎn)速是通過驅(qū)動(dòng)操控裝置9a電連接電源調(diào)制器的輸入端Id來實(shí)現(xiàn)。
[0089]本發(fā)明電動(dòng)輪轂裝置可運(yùn)用T2時(shí)域通電來增設(shè)電磁力制動(dòng)功能，電源調(diào)制器相應(yīng)增設(shè)的制動(dòng)信號(hào)輸入端Ie與電磁制動(dòng)裝置9b電連接，如圖5c所示；當(dāng)電動(dòng)輪轂裝置需要制動(dòng)時(shí)，不僅T2時(shí)域啟動(dòng)通電，而且優(yōu)選T。的部分或全部時(shí)域相應(yīng)同步變換為通電增強(qiáng)制動(dòng)效果，從安全第一的設(shè)計(jì)理念出發(fā)，不必為制動(dòng)通電的節(jié)能問題過多考慮；電磁制動(dòng)裝置9b可設(shè)置為一個(gè)連續(xù)或多級(jí)的變阻器，其功能為控制電源調(diào)制器輸出的制動(dòng)電流強(qiáng)度，制動(dòng)電流越大，電磁制動(dòng)效果越好。
[0090]定子單元3a在同軸轉(zhuǎn)體3e內(nèi)部與固定機(jī)械裝置固連的設(shè)置要點(diǎn)，是要使轉(zhuǎn)子單元在周期性旋轉(zhuǎn)中與其形成有效發(fā)生磁作用的相對(duì)氣隙3d，該氣隙是定子單元向轉(zhuǎn)子單元傳遞電磁力作用的能量通道，氣隙越小越有利于磁能量作用傳遞，但氣隙過小易發(fā)生機(jī)械接觸，設(shè)計(jì)時(shí)需綜合把握材料的剛性和機(jī)械加工精度；所述同軸轉(zhuǎn)體內(nèi)部的固定機(jī)械裝置，類似于傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的定子機(jī)構(gòu)。
[0091]所述的減速/變矩裝置2 —般由若干齒輪組合而成，通過若干齒輪的組合可達(dá)到改變機(jī)械傳動(dòng)輸入端的轉(zhuǎn)速或改變轉(zhuǎn)矩的技術(shù)目標(biāo)，減速/變矩裝置的設(shè)計(jì)方案較多，優(yōu)選與同軸轉(zhuǎn)體3e同軸設(shè)置并設(shè)置于同軸轉(zhuǎn)體與輪轂之間，如圖1a所示。減速/變矩裝置既可獨(dú)立設(shè)置，也可以與同軸轉(zhuǎn)體或電動(dòng)裝置整體實(shí)行一體化設(shè)計(jì)，甚至設(shè)置于同軸轉(zhuǎn)體與輪轂之間環(huán)型帶的局部位置，或變形為與輪轂一體化設(shè)計(jì)；但這類在輪轂內(nèi)部局部位置設(shè)置減速/變矩裝置的設(shè)計(jì)，通常需在輪轂內(nèi)配置懸架、減震彈簧等裝置調(diào)整重心，非優(yōu)選技術(shù)方案。
[0092]所述驅(qū)動(dòng)操控裝置9a的傳統(tǒng)產(chǎn)品為一個(gè)變形設(shè)計(jì)的、人工易操控的變阻器或電位器，伴隨近年技術(shù)發(fā)展，不少建立在光敏、霍爾控制原理基礎(chǔ)上的專用操控裝置日趨成熟，這類產(chǎn)品一般設(shè)計(jì)為常規(guī)旋轉(zhuǎn)把手式，亦可設(shè)計(jì)為推拉式操縱桿或其他任意手動(dòng)控制方式，包括遙控。電動(dòng)車常規(guī)使用的照明燈、轉(zhuǎn)彎/制動(dòng)信號(hào)燈、音鳴等控制功能，一般是由若干個(gè)電連接電源的開關(guān)組成，該類電源開關(guān)可單獨(dú)設(shè)置，亦可將相關(guān)功能植入電源調(diào)制器共用數(shù)據(jù)母線統(tǒng)一編程實(shí)現(xiàn)。
[0093]本發(fā)明電動(dòng)輪轂裝置可在一個(gè)輪以上的電動(dòng)車設(shè)置，使本發(fā)明所述的電動(dòng)輪轂裝置成為主要電動(dòng)系統(tǒng)或輔助電動(dòng)系統(tǒng)，多途徑有效節(jié)省電能。所述的電動(dòng)輪轂裝置以電動(dòng)車為述例，但其應(yīng)用并非局限于電動(dòng)車，可適用于所有電動(dòng)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。所述的優(yōu)選例僅為推薦，若干技術(shù)方案可組合并用，可部分使用也可加入其他成熟技術(shù)。只要根據(jù)電動(dòng)裝置的磁流能量特點(diǎn)，通過對(duì)電源調(diào)制器設(shè)計(jì)可精確控制的時(shí)序電流，即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方案的基本技術(shù)目標(biāo)。
[0094]對(duì)電動(dòng)車以及輪轂電機(jī)技術(shù)較深入了解的專業(yè)人士，都不難在本發(fā)明所述的方案基礎(chǔ)上，舉一反三地變形實(shí)施本
【發(fā)明內(nèi)容】
。例如在市場現(xiàn)有脈沖直流輪轂電機(jī)基礎(chǔ)上，通過傳感方式的改變以及控制器電流程序變換來部分實(shí)施本發(fā)明。本發(fā)明所述電源調(diào)制器的電流時(shí)序控制方法和通電時(shí)域的幅值遞減設(shè)計(jì)特征、電動(dòng)裝置的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案及其衍生的技術(shù)變形實(shí)施，均應(yīng)被列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0095]實(shí)施例1、
[0096]—種助力型電動(dòng)兩輪車的電動(dòng)輪轂裝置，配置為后輪，車架4如圖1b所示，輪轂6外緣周長為1000mm，電池組8選用磷酸鐵鋰電池，電池組8安裝在車架4的內(nèi)部；電動(dòng)輪轂裝置設(shè)于車的后輪。電動(dòng)裝置3的同軸轉(zhuǎn)體3e為一個(gè)具有轉(zhuǎn)動(dòng)軸、周長為300mm的環(huán)形鈦鋁合金圈，在合金圈內(nèi)部與定軸固連的機(jī)械裝置上，安裝一個(gè)定子單元3a ;同軸轉(zhuǎn)體3e與輪轂6同軸安裝，其間設(shè)置有一個(gè)由若干齒輪組合而成的減速/變矩裝置2，如圖1所示；電動(dòng)裝置通過減速/變矩裝置實(shí)現(xiàn)與輪轂機(jī)械傳動(dòng)，減速/變矩裝置的減速比為10:1。
[0097]電動(dòng)裝置的同軸轉(zhuǎn)體上設(shè)計(jì)有兩個(gè)轉(zhuǎn)子單元，在同軸轉(zhuǎn)體上相隔180度安裝，其中一個(gè)為永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl，材料為釹鐵硼；另一個(gè)為導(dǎo)磁體轉(zhuǎn)子單元3b2，選擇市場易于采購的鐵磁體；其中，永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl的兩極連線與同軸轉(zhuǎn)體的切線平行，S極面向同軸轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)方向，如圖2b所示；兩個(gè)轉(zhuǎn)子單元加工成盒型小單元，該小單元的長度設(shè)計(jì)為1mm,寬度在不影響安裝的情況下取最大值，緊密安裝在同軸轉(zhuǎn)體3e的外緣；定子單元3a的繞芯選擇市場易于米購的凹形鐵磁體,這種鐵磁體內(nèi)部存在較多磁疇，在外磁場作用下磁疇易轉(zhuǎn)向產(chǎn)生與外磁場方向一致且強(qiáng)得多的附加磁場，凹形繞芯下部加工成與同軸轉(zhuǎn)體對(duì)應(yīng)的弧形，線圈繞組由一根直徑0.55mm的銅線環(huán)繞凹形磁芯39圈而成，安裝要點(diǎn):將定子單元安裝在同軸轉(zhuǎn)體內(nèi)部并靠近其內(nèi)緣7mm的