專利名稱：永磁無刷直流電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種永磁無刷直流電動機(jī)，尤其是指適用于驅(qū)動電動車的永磁無刷直流電動機(jī)。
直流電動機(jī)一般分為有刷和無刷兩類，兩者均由控制裝置控制，眾所周知，有刷電動機(jī)在用于驅(qū)動電動車時存在壽命短、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、修困難等缺陷，而目前的無刷直流電動機(jī)又一般為轉(zhuǎn)子位于定子內(nèi)部的電動機(jī)，這種電動機(jī)在用于驅(qū)動電動車時必須借助減速機(jī)構(gòu)間接傳動，因而它的傳動效率較低。
為此，本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，并提供一種結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、維修方便的永磁無刷直流電動機(jī)，且該電動機(jī)可直接驅(qū)動電動車車輪，具有傳動效率高的特點。
實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案為一種永磁無刷直流電動機(jī)，包括電動機(jī)本體、位置傳感器和控制裝置，電動機(jī)本體上設(shè)置有轉(zhuǎn)子和定子，其特殊之處是轉(zhuǎn)子位于定子的外圍，定子固裝于軸上或通過支架固裝于軸上，定子鐵芯上嵌有定子繞組，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子體內(nèi)圈上設(shè)有永磁體，轉(zhuǎn)子體的外圈上則設(shè)置有使其直接與外部被驅(qū)動裝置固連的安裝孔或安裝位。
對上述技術(shù)方案進(jìn)一步的改進(jìn)為定子鐵芯上開有斜槽，槽數(shù)為54個，其上嵌的定子繞組為三相單層集中整距繞組，斜槽槽口設(shè)有磁性槽楔，永磁體粘貼于轉(zhuǎn)子體的內(nèi)圈上，呈18極分布，永磁體與定子鐵芯間留有間隙。
而且，位置傳感器為磁敏式霍爾傳感器，霍爾傳感器安裝于定子鐵芯端部的槽口處或定子繞組端部的近槽口處，共設(shè)有三個傳感器。
而且，軸通過軸承支承轉(zhuǎn)子，軸的兩端留有中心孔，定子繞組引出線與霍爾傳感器的引出線分別通過定子軸中心孔引出。
另外，該電動機(jī)的控制裝置至少包括與位置傳感器相連的譯碼電路和逆變橋驅(qū)動電路，及與定子繞組連接的逆變橋電路，以及與逆變橋電路相連的調(diào)制載波電路，其中譯碼電路、驅(qū)動電路、逆變橋電路依次相連。
驅(qū)動電路由三極管和一個555電路構(gòu)成，逆變橋電路由六個場效應(yīng)管和將場效應(yīng)管的兩個極相連的二極管構(gòu)成，調(diào)制載波電路由555電路和與555電路相連的電位器、電阻、電容組成。
由上述技術(shù)方案可知，本實用新型提供的電動機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、位置傳感器和控制裝置等組成，定子繞組通電后產(chǎn)生的電樞反應(yīng)磁場與轉(zhuǎn)子上的永磁體產(chǎn)生的永磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，而換向則由位置傳感器和控制裝置共同完成，因而本實用新型為無刷電動機(jī)，又因為本實用新型的轉(zhuǎn)子位于定子的外圍，轉(zhuǎn)子外圈上設(shè)置有使其直接與外部被驅(qū)動裝置固連的安裝孔或安裝位，所以當(dāng)該電動機(jī)驅(qū)動電動車時，可直接與車輪的輪輻相連，通過輪輻驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)，不需中間傳動環(huán)節(jié)，從而傳動效率較高。
以下將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1為本實用新型電動機(jī)本體主視圖。
圖2為圖1的D-D向視圖。
圖3為本實用新型中控制裝置的電路圖。
如圖1、圖2所示，本實用新型提供的電動機(jī)包括電動機(jī)本體15、位置傳感器2和控制裝置三部分，電動機(jī)本體15上設(shè)置有定子7和轉(zhuǎn)子1，轉(zhuǎn)子1位于定子7的外圍，定子7固裝于軸13上，軸13通過軸承同時還支承轉(zhuǎn)子1，定子鐵芯3上嵌有定子繞組8，為降低噪音，定子鐵芯上開有斜槽16(圖2中斜槽16共54個，分別用1′、2′、3′……54′標(biāo)出)，且在每個斜槽的槽口設(shè)有磁性斜楔，本實用新型的定子繞組8采用三相單層集中整距繞組，嵌于定子鐵芯3的54個斜槽16內(nèi)，三相定子繞組8采用Y形連接，兩相導(dǎo)通的工作方式，轉(zhuǎn)子1的轉(zhuǎn)子體5內(nèi)圈上設(shè)有永磁體6，永磁體6按一定極對數(shù)排布于定子鐵芯3的外圍，永磁體6與鐵芯3之間留有間隙，本實用新型中永磁體6共18極，永磁體6可采用NdFeB永久磁鋼，粘貼于轉(zhuǎn)子體5的內(nèi)圈，轉(zhuǎn)子體5的外圈上則設(shè)置有使其直接與外部被驅(qū)動裝置固連的安裝孔4或安裝位，當(dāng)該電動機(jī)用于驅(qū)動電動車時，可將車輪的輻條直接與安裝孔固連或輻板直接與安裝位固連，轉(zhuǎn)子1通過輻條或輻板直接驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)，電動機(jī)中檢測轉(zhuǎn)子位置的位置傳感器2為磁敏式霍爾傳感器，霍爾傳感器共3個，安裝在與永磁體6相對的定子鐵芯3端部的槽口處或定子繞組8端部的近槽口處，為了使霍爾傳感器的引出線14與定子繞組的引出線11不纏繞，可在軸13的兩端留出中心孔12，讓兩者的引出線分別從軸的中心孔12引出，工作過程中，永磁體6產(chǎn)生磁場，定子繞組8通電后產(chǎn)生電樞反應(yīng)磁場，兩磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩驅(qū)動電動機(jī)的轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)，換向則由霍爾傳感器2和控制裝置來實現(xiàn)，由圖3可知，本實用新型中電動機(jī)的控制裝置應(yīng)至少包括與位置傳感器2相連的譯碼電路17、逆變橋驅(qū)動電路21和與定子繞組8中A、B、C三相連接的逆變橋電路20，以及與逆變橋電路20相連的調(diào)制載波電路25，由于譯碼電路17，逆變橋驅(qū)動是路21、逆變橋電路20和調(diào)制載波電路25均為較常見的電路，且有多種實現(xiàn)方式，所以在本實施例中僅舉其中一種實例，即譯碼電路17可采用門電路4001、4011組成，驅(qū)動電路由三極管與一個555電路構(gòu)成，逆變橋電路可由六個場效應(yīng)管組成，調(diào)制載波電路則可采用一個555電路，當(dāng)然，控制裝置中還必須具備電池27、電源電路19和過流電路24等，因這些對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言更為熟悉，因此這里不再舉例說明，為了使本電動機(jī)適用于驅(qū)動電動車，其控制裝置中還可加入初速電路26、電池電量顯示電路18、起動按鈕22、剎車觸點23等部分，電動機(jī)的控制裝置的工作過程為，三個霍爾傳感器2檢測到轉(zhuǎn)子位置后輸出互差60°的方波信號，三路信號經(jīng)譯碼電路17后輸出六路與逆變橋電路20中六個場效應(yīng)管相對應(yīng)的控制信號，逆變橋電路20中上橋的三個場效應(yīng)管T1、T3、T5不調(diào)制，譯碼電路17輸出的上橋信號直接送給驅(qū)動電路21，經(jīng)驅(qū)動電路將信號放大后控制上橋三個管的開通與關(guān)斷，譯碼電路17輸出的下橋信號連同調(diào)制載波電路25的輸出通過與非門后送給逆變橋驅(qū)動電路21，控制下橋的三個管T2、T4、T6，另外，譯碼電路17輸出的下橋信號與調(diào)制載波電路25的輸出能否控制下橋，還須根據(jù)電池電量顯示電路18、初速電路、過流保護(hù)電路24、起動按鈕22、剎車觸點23的狀態(tài)而定，只有當(dāng)電池電壓在設(shè)計范圍內(nèi)、電機(jī)初速大于給定值、無過流、剎車觸點松開、起動按鈕合上這些條件同時具備時，譯碼電路輸出的下橋信號和調(diào)制載波電路輸出的信號經(jīng)驅(qū)動電路將驅(qū)動信號放大后才能控制下橋的三個場效應(yīng)管開通或關(guān)斷，本實用新型所述的電動機(jī)還可采用Motorola公司的芯片mc33035作為控制裝置，但因其價格昂貴，不滿足電動車對性能價格比的要求，所以應(yīng)用不多。
權(quán)利要求1.一種永磁無刷直流電動機(jī)，包括電動機(jī)本體[15]、位置傳感器[2]和控制裝置，電動機(jī)本體[15]上設(shè)置有轉(zhuǎn)子[1]和定子[7]，其特征在于轉(zhuǎn)子[1]位于定子[7]的外圍，定子[7]固裝于軸[13]上或通過支架[9]固裝于軸[12]上，定子鐵芯[3]上嵌有定子繞組[8]，轉(zhuǎn)子[1]的轉(zhuǎn)子體[5]內(nèi)圈上設(shè)有永磁體[6]，轉(zhuǎn)子體[5]的外圈上則設(shè)置有使其直接與外部被驅(qū)動裝置固連的安裝孔[4]或安裝位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)，其特征在于定子鐵芯[3]上開有斜槽[16]，槽數(shù)為54個，其上嵌的定子繞組[8]為三相單層集中整距繞組，斜槽[15]槽口設(shè)有磁性槽楔，永磁體[6]粘貼于轉(zhuǎn)子體[5]的內(nèi)圈上，呈18極分布，永磁體[6]與定子鐵芯[3]間留有間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動機(jī)，其特征在于位置傳感器[2]為磁敏式霍爾傳感器，它位于與永磁體[6]相對的定子鐵芯[3]端部的槽口處或定子繞組[8]端部的近槽口處，霍爾傳感器[2]共有三個，輸出互差60°的方波信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動機(jī)，其特征在于軸[13]通過軸承[10]支承轉(zhuǎn)子[1]，軸[13]的兩端留有中心孔[12]，定子繞組引出線[11]與霍爾傳感器引出線[14]分別通過定子軸中心孔[12]引出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動機(jī)，其特征在于控制裝置至少包括與位置傳感器[2]相連的譯碼電路[17]和逆變橋驅(qū)動電路[21]，及與定子繞組[8]連接的逆變橋電路[20]，以及與逆變橋電路[20]相連的調(diào)制載波電路[25]，其中譯碼電路[17]、逆變橋驅(qū)動電路[21]、逆變橋電路[20]依次相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動機(jī)，其特征在于逆變橋驅(qū)動電路[21]由三極管和一個555電路構(gòu)成，逆變橋電路[20]由六個場效應(yīng)管和將場效應(yīng)管的兩個極連通的二極管構(gòu)成，調(diào)制載波電路[25]由555電路和與555電路相連的電位器、電阻、電容組成。
專利摘要本實用新型提供的永磁無刷直流電動機(jī)由電動機(jī)本體,位置傳感器和控制裝置等構(gòu)成,電動機(jī)本體上設(shè)置有轉(zhuǎn)子和定子,其特殊之處是轉(zhuǎn)子位于定子的外圍,且轉(zhuǎn)子的外圈設(shè)有使其直接與外部被驅(qū)動裝置固連的安裝孔或安裝位。
文檔編號H02K29/08GK2301811SQ9724098
公開日1998年12月23日 申請日期1997年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月24日
發(fā)明者李忠武, 周長進(jìn), 曾祥銘, 付暉, 高水華 申請人:中國船舶工業(yè)總公司第七研究院第七一二研究所