CN104135099A - 一种电动车用电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动车用电机，所述电动车用电机的开口槽设置磁性结构，该磁性结构的磁阻系数Kr为0.7-0.8。将常规的PWM方波直流无刷电机的磁阻系数Kr＝1更改为Kr＝0.7-0.8，有利于采用弱磁控制方式控制电机，使电机d轴、q轴与坐标系的N轴、S轴重合，让线圈绕组在切割磁力线时随时形成直角，达到输出力矩最大，实现真正意义上的无霍尔启动，降低电机启动噪音。可见，该电动车用电机，可用弱磁的方式控制，电机转矩最大化且电机噪音小。

Description

一种电动车用电机

技术领域

本发明涉及新型环保电动车技术领域，尤其涉及一种电动车用电机。

背景技术

现有的电动车一般选用PWM设计方波直流无刷电机，用PWM频率来控制三相桥的开关频率，用占空比控制流经电机绕组的有效电流来控制电机转速。现在，随着控制技术中神经元控制技术、无霍尔中的反电动势取样控制技术、模糊控制技术等技术的成熟与应用，硬件控制芯片如16位、32位芯片的大量采用，计算速度越来越快，矢量SVPWM及其控制技术也日趋成熟。但现有PWM方波电机设计已经不能满足现有控制技术，用PWM设计方波直流无刷电机控制的电动车，电机磁路处于富磁状态，稀土永磁体用量较大，成本约占整个电动机的1/4左右。同时，控制单元与电机匹配后，电机噪音较大，电机转矩脉动依然明显，整车装配后，骑行舒适度远远达不到人们期望值，仅是满足人们出行的代步工具，可见，改变现有PWM电机设计已经迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电动车用电机，可用弱磁的方式控制，电机转矩最大化且电机噪音小。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电动车用电机，所述电动车用电机的开口槽设置磁性结构，该磁性结构的磁阻系数Kr为0.7-0.8。

其中，所述电动车用电机为矢量SVPWM正弦波电机。

其中，所述矢量SVPWM正弦波电机的电机气隙为0.8mm。

其中，所述磁性结构包括矩形截面磁性体和梯形截面磁性体，所述矩形截面磁性体的横截面包括长边和短边，所述梯形截面磁性体的横截面包括上长底和下短底，所述长边的长度大于下短底的长度，所述长边的长度小于上长底的长度，所述长边和所述上长底连接，所述矩形截面磁性体和梯形截面磁性体一体成型。

其中，所述矩形截面磁性体为方形磁性体，所述梯形截面磁性体为圆台形磁性体。

其中，所述磁性结构包括第一矩形截面磁性体、第二矩形截面磁性体和梯形截面磁性体，所述第一矩形截面磁性体的横截面包括长边和短边，所述第二矩形截面磁性体的横截面包括上边和下边，所述梯形截面磁性体的横截面包括上长底和下短底，所述长边的长度大于下短底的长度，所述长边的长度小于上长底的长度，所述上边、下边和上长底的长度相等，所述长边和所述上边连接，所述下边和所述上长底连接，所述第一矩形截面磁性体、第二矩形截面磁性体和梯形截面磁性体一体成型。

其中，所述第一矩形截面磁性体为方形磁性体，所述第二矩形截面磁性体为圆柱形磁性体，所述梯形截面磁性体为圆台形磁性体。

其中，所述电动车用电机为198电机，所述198电机包括51个开口槽，每个开口槽设置一个所述磁性结构。

其中，所述电动车用电机为253电机，所述253电机包括46个开口槽，每个开口槽设置一个所述磁性结构。

其中，所述开口槽和磁性结构为可拆卸连接。

本发明的有益效果在于：一种电动车用电机，所述电动车用电机的开口槽设置磁性结构，该磁性结构的磁阻系数Kr为0.7-0.8。将常规的PWM方波直流无刷电机的磁阻系数Kr＝1更改为Kr＝0.7-0.8，有利于采用弱磁控制方式控制电机，使电机d轴、q轴与坐标系的N轴、S轴重合，让线圈绕组在切割磁力线时随时形成直角，达到输出力矩最大，实现真正意义上的无霍尔启动，降低电机启动噪音。可见，该电动车用电机，可用弱磁的方式控制，电机转矩最大化且电机噪音小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的电动车用电机的局部结构示意图。

图2是本发明提供的磁性结构的截面图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，其是本发明提供的电动车用电机1的局部结构示意图。本发明实施例的电动车用电机1，可应用于各类电动车。

一种电动车用电机1，所述电动车用电机1的开口槽设置磁性结构2，该磁性结构2的磁阻系数Kr为0.7-0.8。

该电动车用电机1，将常规的PWM方波直流无刷电机的磁阻系数Kr＝1更改为Kr＝0.7-0.8，有利于采用弱磁控制方式控制电机，使电机d轴、q轴与坐标系的N轴、S轴重合，让线圈绕组在切割磁力线时随时形成直角，达到输出力矩最大，实现真正意义上的无霍尔启动，降低电机启动噪音，即使电机在半坡启动也能真正达到平稳启动。

无霍尔启动采用固定换相频率，加大作为功率器件的触发信号PWM信号占空比，同时检测端电压信号，在每个触发状态中检测该状态所对应的位置信号，如连续N次检测到所对应的位置信号就切换到自动同步方式，从而保证了电机的顺利切换，具备良好的抗干扰性，在轻负载条件下取得了良好的启动效果。

可见，该电动车用电机1，可用弱磁的方式控制，电机转矩最大化且电机噪音小。

其中，所述电动车用电机1为矢量SVPWM正弦波电机。

采用正弦波方式控制PWM方波直流无刷电机，在电机设计时，无法真正按照同步电机来设计，从而造成了电机数学建模时的复杂性，也直接导致了控制芯片由8位机、16位机升至32位机后，仍然不能很好控制PWM方波直流无刷电机。该问题的重点在于控制的对象——PWM方波直流无刷电机是不能满足控制技术要求的电机。而矢量SVPWM正弦波电机可以很好地适应该控制技术要求。

其中，所述矢量SVPWM正弦波电机的电机气隙为0.8mm。

请参考图2，其是本发明提供的磁性结构2的截面图。

其中，所述磁性结构2包括矩形截面磁性体和梯形截面磁性体，所述矩形截面磁性体的横截面包括长边和短边，所述梯形截面磁性体的横截面包括上长底和下短底，所述长边的长度大于下短底的长度，所述长边的长度小于上长底的长度，所述长边和所述上长底连接，所述矩形截面磁性体和梯形截面磁性体一体成型。

优选的，所述矩形截面磁性体为方形磁性体，所述梯形截面磁性体为圆台形磁性体。

其中，所述磁性结构2包括第一矩形截面磁性体、第二矩形截面磁性体和梯形截面磁性体，所述第一矩形截面磁性体的横截面包括长边和短边，所述第二矩形截面磁性体的横截面包括上边和下边，所述梯形截面磁性体的横截面包括上长底和下短底，所述长边的长度大于下短底的长度，所述长边的长度小于上长底的长度，所述上边、下边和上长底的长度相等，所述长边和所述上边连接，所述下边和所述上长底连接，所述第一矩形截面磁性体、第二矩形截面磁性体和梯形截面磁性体一体成型。

优选的，所述第一矩形截面磁性体为方形磁性体，所述第二矩形截面磁性体为圆柱形磁性体，所述梯形截面磁性体为圆台形磁性体。

以上两类结构，都是为了保证磁性结构2可以稳固的嵌入开口槽，以防止电机工作时磁性结构2从开口槽中掉落出来。只要能达到此目的，本领域技术人员还可以设计其他形状的磁性结构2，此处不做赘述。

其中，所述电动车用电机1为198电机，所述198电机包括51个开口槽，每个开口槽设置一个所述磁性结构2。

其中，所述电动车用电机1为253电机，所述253电机包括46个开口槽，每个开口槽设置一个所述磁性结构2。

198电机和253电机均为目前较为通用的轻量级电机型号，198电机为电机直径为198mm的电机，253电机为电机直径为253mm的电机。这两类电机的噪声低、结构稳定、运行可靠、起动性能好且寿命长。

其中，所述开口槽和磁性结构2为可拆卸连接。

磁性结构2和开口槽可拆卸连接，方便更换任意一个损坏的磁性结构2，利于电机的整体优化配置。

本发明提供的电动车用电机1，可用弱磁的方式控制，电机转矩最大化且电机噪音小。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电动车用电机(1)，其特征在于，所述电动车用电机(1)的开口槽设置磁性结构(2)，该磁性结构(2)的磁阻系数Kr为0.7-0.8。

2.根据权利要求1所述的电动车用电机(1)，其特征在于，所述电动车用电机(1)为矢量SVPWM正弦波电机。

3.根据权利要求2所述的电动车用电机(1)，其特征在于，所述矢量SVPWM正弦波电机的电机气隙为0.8mm。

4.根据权利要求1所述的电动车用电机(1)，其特征在于，所述磁性结构(2)包括矩形截面磁性体和梯形截面磁性体，所述矩形截面磁性体的横截面包括长边和短边，所述梯形截面磁性体的横截面包括上长底和下短底，所述长边的长度大于下短底的长度，所述长边的长度小于上长底的长度，所述长边和所述上长底连接，所述矩形截面磁性体和梯形截面磁性体一体成型。

5.根据权利要求4所述的电动车用电机(1)，其特征在于，所述矩形截面磁性体为方形磁性体，所述梯形截面磁性体为圆台形磁性体。

6.根据权利要求1所述的电动车用电机(1)，其特征在于，所述磁性结构(2)包括第一矩形截面磁性体、第二矩形截面磁性体和梯形截面磁性体，所述第一矩形截面磁性体的横截面包括长边和短边，所述第二矩形截面磁性体的横截面包括上边和下边，所述梯形截面磁性体的横截面包括上长底和下短底，所述长边的长度大于下短底的长度，所述长边的长度小于上长底的长度，所述上边、下边和上长底的长度相等，所述长边和所述上边连接，所述下边和所述上长底连接，所述第一矩形截面磁性体、第二矩形截面磁性体和梯形截面磁性体一体成型。

7.根据权利要求6所述的电动车用电机(1)，其特征在于，所述第一矩形截面磁性体为方形磁性体，所述第二矩形截面磁性体为圆柱形磁性体，所述梯形截面磁性体为圆台形磁性体。

8.根据权利要求1所述的电动车用电机(1)，其特征在于，所述电动车用电机(1)为198电机，所述198电机包括51个开口槽，每个开口槽设置一个所述磁性结构(2)。

9.根据权利要求1所述的电动车用电机(1)，其特征在于，所述电动车用电机(1)为253电机，所述253电机包括46个开口槽，每个开口槽设置一个所述磁性结构(2)。

10.根据权利要求1所述的电动车用电机(1)，其特征在于，所述开口槽和磁性结构(2)为可拆卸连接。