本實用新型涉及電機領域，具體涉及一種代步車用無刷直流電動機。

背景技術(shù)：

無刷直流電動機是傳統(tǒng)的電機技術(shù)和快速發(fā)展的電子技術(shù)相結(jié)合的機電一體化新型微電機。它因具有效率高、功率密度高、調(diào)速范圍寬、動態(tài)響應快、無需經(jīng)常維護等多種優(yōu)點，成為目前最有發(fā)展前途的電機。

傳統(tǒng)電機為了節(jié)約成本，通常采用單余度設計技術(shù)，這對于一般使用條件下的電機或系統(tǒng)來說是足夠的，但對于復雜的、有高可靠性和長壽命要求的大、中型設備和無法維修或要求不停機的系統(tǒng)或設備來說，大大降低了使用可靠性，有時甚至會出現(xiàn)致命性故障。因此高可靠性要求成為用戶的首選。

一般情況下，無刷直流電動機采用方波驅(qū)動較多，因其控制器設計簡單，無論從電機本體和控制器來說都成本較低。從理論上分析，方波驅(qū)動的電機具有線性的力矩/電流特性，但是由于該種電機每相反電勢梯形波的平頂部分寬度很難達到120°，平頂部分也不能做到絕對的平坦無紋波，此外，加上齒槽效應和換向過度過程的存在等原因，使這種工作方式有較大的力矩波動，良好設計的電動機和驅(qū)動器可得到7％的力矩波動水平。此外，方波驅(qū)動的電機在高速工作時矩形波電壓會發(fā)生畸變，引起力矩的下降。

傳統(tǒng)電機的鐵心通常為整圓結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)即將整圓沖片經(jīng)疊壓烘焙后(也可采用其它工藝)做成鐵心，經(jīng)下線構(gòu)成定子，之后壓入機殼后參與后續(xù)裝配。此種整圓鐵心結(jié)構(gòu)多采用傳統(tǒng)嵌線工藝，生產(chǎn)效率低，繞組端部尺寸大，浪費銅線，增大電機體積。雖然當節(jié)距y＝1時也可采用專用繞線機直接繞制定子線圈，但只是對于外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機比較方便，對于內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機特別是定子內(nèi)徑小的小功率電機，就要困難得多。而且目前電機的繞組結(jié)構(gòu)多為整數(shù)槽分布繞組結(jié)構(gòu)，它可以通過選擇最有利的節(jié)距，采用分布的辦法來改善電機的電動勢和磁動勢波形，每極每相槽數(shù)q越多，抑制諧波電動勢的效果越好。但是q增多，將意味著定子沖片的槽數(shù)增多，這將使電機的成本提高；另外，分布繞組的端部重疊處較多，增大了電機短路的可能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種可靠性高、效率高、工藝性強、體積小、成本低的代步車用無刷直流電動機。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種代步車用無刷直流電動機，包括電機本體，所述電機本體的定子采用分割式定子鐵心結(jié)構(gòu)，由多塊單齒鐵心沖片拼接組成。

進一步的，所述單齒鐵心沖片呈扇形工字型結(jié)構(gòu)，包括一齒部及齒部兩側(cè)對稱的繞線半槽。

進一步的，所述單齒鐵心沖片扇形工字型結(jié)構(gòu)的外圓弧兩側(cè)還分別設置有一相適配的凹槽和凸塊，頂部設有一扣片槽。

進一步優(yōu)選的，分割式定子鐵心結(jié)構(gòu)上設有兩套繞組，所述兩套繞組沿分割式定子鐵心齒部的同一方向按照A相繞組線圈、B相繞組線圈、C相繞組線圈的順序進行交替間隔纏繞，且兩套繞組中第一套的A相繞組線圈與第二套的C相和B相繞組線圈相鄰。

進一步優(yōu)選的，A相繞組線圈、B相繞組線圈和C相繞組線圈各自繞在一個齒上，集中放置在相鄰的兩個槽內(nèi)。

進一步優(yōu)選的，所述繞組采用分數(shù)槽集中繞組結(jié)構(gòu)。

進一步優(yōu)選的，繞組采用每極每相槽數(shù)q＝1/2的分數(shù)槽集中繞組結(jié)構(gòu)。

進一步優(yōu)選的，繞組采用每極每相槽數(shù)q＝1/2的4極6槽分數(shù)槽集中繞組結(jié)構(gòu)，線圈節(jié)距y＝1。

進一步優(yōu)選的，每套繞組采用三相正弦波分布繞組。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型提供的代步車用無刷直流電動機的定子采用分割式定子鐵心結(jié)構(gòu)，由多塊單齒鐵心沖片拼接組成，一方面便于采用自動繞線機直接將線圈繞在齒上，取代了傳統(tǒng)嵌線工藝，提高工效，提高生產(chǎn)率；在中、小批量采用手工繞線時，更具有明顯的優(yōu)勢，因它可在鐵心展開的條件下繞制線圈，可隨時進行調(diào)整，實現(xiàn)有規(guī)則的繞制，最終達到預期的尺寸要求。這樣的結(jié)構(gòu)可將定子槽的利用率提高到85％以上。

進一步的，本實用新型電動機采用兩套定子繞組雙余度設計技術(shù)，當一套繞組因某種原因出現(xiàn)突發(fā)故障時，另一套繞組可繼續(xù)工作，不影響電機的正常使用，大大提高了電機的可靠度，若原單個電機的可靠度為0.9，采用雙余度方式后，可靠度可提高到0.99。

進一步的，本實用新型繞組采用分數(shù)槽集中繞組。電機的繞組采用每極每相槽數(shù)q＝1/2的4極6槽分數(shù)槽集中繞組結(jié)構(gòu)，線圈節(jié)距y＝1，每個線圈繞在一個齒上，集中放置在相鄰的兩個槽內(nèi)。分數(shù)槽繞組的優(yōu)點可使電機沖片槽數(shù)大為減少，簡化鐵心制造工藝，同時電機可以在不斜槽情況下，減小齒槽效應，改善電機電勢波形，降低振動和噪聲。集中繞組的優(yōu)點是線圈端部無重疊，無需設置相間絕緣，從很大程度上減少了短路的可能，提高了電機的可靠性；配合單齒鐵心沖片結(jié)構(gòu)，可使繞組端部尺寸明顯減短，用銅量減少，經(jīng)實際驗證，該電機采用單齒鐵心繞線工藝和采用鐵心下線相比，繞組端部長度前者最小可做到6.1mm，后者最小只能做到7.5mm，總的用銅量前者比后者減少了15％～20％，降低了成本，減少了銅耗，提高了電機效率。

進一步的，本實用新型采用正弦波驅(qū)動。電機的每相繞組反電勢和輸入電流均為正弦波，其輸出波形也為正弦波，電機具有線性的轉(zhuǎn)矩/電流特性，瞬態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)角θ無關，理論上力矩波動為零，電機有良好的低速平穩(wěn)性，適合代步車低速運行。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的繞組結(jié)構(gòu)在鐵心內(nèi)的分布圖；

圖3a為本實用新型的第一套繞組結(jié)構(gòu)接線圖；

圖3b為本實用新型的第二套繞組結(jié)構(gòu)接線圖；

圖4為本實用新型單齒鐵心沖片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，13為定子，14為單齒鐵心沖片。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細描述：

參見圖1，一種代步車用無刷直流電動機，包括電機本體，所述電機本體的定子13采用分割式定子鐵心結(jié)構(gòu)，由多塊單齒鐵心沖片14拼接組成。

參見圖2-3，分割式定子鐵心結(jié)構(gòu)上設有兩套繞組，所述兩套繞組沿分割式定子鐵心齒部的同一方向按照A相繞組線圈、B相繞組線圈、C相繞組線圈的順序進行交替間隔纏繞，且兩套繞組中第一套的A相繞組線圈與第二套的C相和B相繞組線圈相鄰。A相繞組線圈、B相繞組線圈和C相繞組線圈各自繞在一個齒上，集中放置在相鄰的兩個槽內(nèi)。具體為：第一套繞組包括A1相繞組線圈、B1相繞組線圈和C1相繞組線圈，第二套繞組包括A2相繞組線圈、B2相繞組線圈和C2相繞組線圈。兩套繞組的各繞組線圈沿順時針方向按A1相繞組線圈、C2相繞組線圈、B1相繞組線圈、A2相繞組線圈、C1相繞組線圈、B2相繞組線圈的順序依次纏繞在定子鐵心的齒部上。其中，A1、B1和C1相繞組線圈分別由線圈1～2、5～6及9～10構(gòu)成，A2、B2和C2相繞組線圈分別由線圈3～4、7～8及11～12構(gòu)成。進一步的，繞組采用每極每相槽數(shù)q＝1/2的4極6槽分數(shù)槽集中繞組結(jié)構(gòu)，線圈節(jié)距y＝1，且每套繞組采用三相正弦波分布繞組。

參見圖4，單齒鐵心沖片14呈扇形工字型結(jié)構(gòu)，包括一齒部及齒部兩側(cè)對稱的繞線半槽。進一步的，所述單齒鐵心沖片14扇形工字型結(jié)構(gòu)的外圓弧兩側(cè)還分別設置有一相適配的凹槽和凸塊，頂部設有一扣片槽。

綜上所述，本實用新型提供的代步車用無刷直流電動機因采用分割式鐵心結(jié)構(gòu)、雙余度設計技術(shù)、分數(shù)槽集中繞組和正弦波驅(qū)動，電機不僅轉(zhuǎn)矩波動小，可靠性高，而且簡化了生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了材料和成本，提高了電機性能，其綜合水平國內(nèi)領先，達到了國際同類電機的先進水平，真正做到了高功高效。