“便攜式小車”WALKCAR中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)

改進(jìn)電機(jī)外殼結(jié)構(gòu)、采用高密度繞組設(shè)計(jì)讓“便攜式小車”構(gòu)想成為現(xiàn)實(shí)

當(dāng)今，包括汽車、小型摩托車乃至滑板車等在內(nèi)的各類代步工具都朝著電動(dòng)化方向飛速發(fā)展。其中，一款具有“站立駕駛”及“四輪穩(wěn)定行駛”等特點(diǎn)的電動(dòng)“便攜式小車”，憑其獨(dú)特的創(chuàng)意與構(gòu)思，獲得了市場(chǎng)的廣泛關(guān)注。該產(chǎn)品形同一臺(tái)13英寸的筆記本電腦，可放入背包中隨身攜帶，行駛時(shí)MAX時(shí)速可達(dá)每小時(shí)16千米。今后，如果道路交通法中的相關(guān)規(guī)定能得以放寬的話，該產(chǎn)品一定會(huì)成為人們?nèi)粘３鲂袝r(shí)一款時(shí)尚、超前的代步工具

該款新型出行工具中搭載了一套由日本電產(chǎn)伺服公司為其全新研制的小型輪轂電機(jī)。輪轂電機(jī)憑其獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的特性，不僅可以實(shí)現(xiàn)車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)潔化與小型化，還因其無需安裝齒輪減速裝置，更大地提升了電機(jī)的靜音性能與輕量化等諸多優(yōu)勢(shì)。

WALKCAR除了要確保產(chǎn)品自身的輕量化與小型化以外，還要充分考慮到承載一位成人時(shí)所需的動(dòng)力性能以及是否能承受行駛中因路面的凹凸不平或上下路肩、盲道時(shí)產(chǎn)生的彈跳、抖動(dòng)、撞擊等外力的影響。為滿足上述技術(shù)要求，日本電產(chǎn)伺服決定在原有輪轂電機(jī)的基礎(chǔ)上，對(duì)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)作了全面改進(jìn)。

輪轂電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般分為可旋轉(zhuǎn)的外轉(zhuǎn)子與包括固定環(huán)在內(nèi)的、起固定支架作用的底座這兩部分。底座與外轉(zhuǎn)子之間僅一處相接，受外力作用下轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速會(huì)產(chǎn)生偏差。

如下圖所示，為了進(jìn)一步提高電機(jī)整體的剛性，我們將固定環(huán)與軸承固定在一起，讓固定環(huán)隨軸承一起旋轉(zhuǎn)。底座（固定部分）上只有法蘭盤一個(gè)零部件，將固定化、軛套與輪轂焊接（一體化）在一起達(dá)到提高剛性的目的。
通過將連接固定軸的固定環(huán)與電機(jī)外殼的輪轂焊接在一起，讓電機(jī)外殼與底座成為一個(gè)完整的旋轉(zhuǎn)體，有效地提高了電機(jī)整體的剛性。

將固定環(huán)與輪轂焊接在一起，大幅提高電機(jī)整體的剛性。

另外，為滿足客戶提出的將之前推出的直徑為60mm、功率為30W的普通款電機(jī)升級(jí)為直徑不變、功率為65W的大功率電機(jī)的要求，我們?cè)谝酝?0磁極、12槽繞組的基礎(chǔ)上改用了密度更高的14磁極、12槽的高密度繞組設(shè)計(jì)方案。以此來加大磁通量達(dá)到提高轉(zhuǎn)矩的目的，同時(shí)也可降低周期性出現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)下降的問題。

為防止行駛中因震動(dòng)導(dǎo)致接線斷裂或內(nèi)部磁塊脫落等問題的發(fā)生，我們重新對(duì)使用的物料及生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改進(jìn)。最后，在物料方面，我們決定使用柔韌度更高的高柔性電線；在生產(chǎn)工藝方面，我們自行制作專用工具并配合新的生產(chǎn)工藝，讓膠水的涂布更薄更均勻。通過上述兩項(xiàng)改進(jìn)有效地提高了輪轂電機(jī)的耐用性。

WALKCAR是一種軸距極短、不足200mm的純電驅(qū)動(dòng)的代步工具。一般來說，代步工具的軸距越長(zhǎng)，其直線行駛時(shí)的穩(wěn)定性越高，但對(duì)于以輕便、小型為一大特點(diǎn)的WALKCAR來說，軸距受到了很大的限制。除此之外，WALKCAR在行駛時(shí)由前輪中的兩臺(tái)輪轂電機(jī)來驅(qū)動(dòng)，一旦左右輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)偏差，WALKCAR將無法實(shí)現(xiàn)直線行駛。普通電機(jī)的生產(chǎn)工藝中，允許電機(jī)轉(zhuǎn)速存在10?15%的偏差，但為WALKCAR配套生產(chǎn)的電機(jī)則要求將轉(zhuǎn)速偏差控制在5%以內(nèi)。
為此，我們重新對(duì)電機(jī)內(nèi)部的磁通量傳感器的安裝位置進(jìn)行了調(diào)整。一般情況下，因該傳感器的安裝位置引起的轉(zhuǎn)速偏差完全可以忽略不計(jì)，但為了滿足WALKCAR的技術(shù)要求，我們通過加裝專用治具以及精確監(jiān)控程序自動(dòng)檢測(cè)儀，成功地將轉(zhuǎn)速偏差控制在±5%范圍內(nèi)。

我們衷心期待通過上述各項(xiàng)改進(jìn)措施研制而成的這款小型、輕便、耐用性強(qiáng)、大功率的輪轂電機(jī)將被更廣泛地應(yīng)用于無人搬運(yùn)車、電動(dòng)助動(dòng)車、服務(wù)型機(jī)器人等各類代步工具中。