CN102710038A - 自动离合式直流无刷电机转子 - Google Patents

Abstract

本发明创造公开了一种自动离合式直流无刷电机转子，包括主轴(11)、自动离合器、转子磁钢(3)、磁性隔离套(4)，所述的自动离合器可转动地安装在主轴(11)上，磁性隔离套(4)固定在自动离合器的外壳体(5)上，转子磁钢(3)均布在磁性隔离套(4)上；所述自动离合器的外壳体(5)端面上固定有单向器座(7)，单向器座(7)上固定有单向器(8)，低速中心齿轮(10)可转动地设置在主轴(11)上，单向器(8)的内圈与低速中心齿轮(10)配合，主轴(11)上设有与自动离合器配合的高速中心齿轮(21)。采用本结构后，具有结构简单紧凑、体积小，传动扭矩大，精度要求低，使用寿命长，通用性好、自动变速等优点。

Description

自动离合式直流无刷电机转子

技术领域

本发明创造涉及一种直流无刷电机转子，特别是一种可以根据转速变化输出不同速度的自动离合式直流无刷电机转子。

背景技术

电动车由于节能环保、操作简单、使用方便、运行成本低，深受广大消费者的喜欢，同时也得到了各级政府的高度重视，电动车进入快速发展通道，轮毂电机出现了供不应求的局面。

目前电动车上使用的轮毂电机一般采用直流无刷电机，通过直流无刷电机带动轮毂转动，实现电动车骑行的目的。这种模式结构简单、控制方便，但在实际使用过程中，电动车对不同的路况其要求是不同的；当正常行驶时，要求直流无刷电机转速快、输出扭矩小；当启动、爬坡或大负载时，要求直流无刷电机转速慢、输出扭矩大；其存在的不足之处是：一是由于电机按正常运行条件设计，在电机功率不变的条件下无法改变输出扭矩，因此，在启动、爬坡和大负载时常常使电机处于非正常状态下运转，迫使电机在低效率区工作，导致电机堵转、发热，甚至停止转动，造成电机、蓄电池、控制器等重要部件受到冲击，缩短寿命；二是爬坡能力和过载能力差、适应范围小、运行效率低、续行里程短。为此，许多生产厂家和有识之士都进行了卓有成效地开发和研究，但至今尚未有合理的产品面世。

发明内容

为了克服现有电动车直流无刷电机存在的上述弊病，本发明创造的目的是提供一种结构简单紧凑、体积小，传动扭矩大，精度要求低，使用寿命长，通用性好、能根据转速自动离合变速的直流无刷电机转子。

本发明创造解决上述技术问题所采用的技术方案，它包括主轴、自动离合器、转子磁钢、磁性隔离套，所述的自动离合器可转动地安装在主轴上，磁性隔离套固定在自动离合器的外壳体上，转子磁钢均布在磁性隔离套上；所述自动离合器的外壳体端面上固定有单向器座，单向器座上固定有单向器，低速中心齿轮可转动地设置在主轴上，单向器的内圈与低速中心齿轮配合。

本发明创造的进一步方案，所述的自动离合器包括外壳体、配重固定座、离心块、外摩擦片、内摩擦片、碗型弹性垫圈、外环套、内环套和盖板，配重固定座固定在外壳体内，内环套可转动地设置在主轴上，外环套的内侧套设在配重固定座上，外环套的外侧与内环套配合，若干片外摩擦片可滑动地设置在外壳体的滑槽上，外摩擦片之间设有复位弹簧，离心块铰接在配重固定座上并与最内侧的外摩擦片配合，若干片内摩擦片可滑动地设置在外环套的滑槽上，内摩擦片与外摩擦片交叉设置，在最外侧的外摩擦片与盖板之间设有碗型弹性垫圈。

本发明创造的更进一步方案，所述的内环套上套设有绕主轴转动的高速中心齿轮。

采用上述结构后，与现有技术比较有如下优点和效果：一是将自动离合器与电机转子组合成一体，电机转子工作后自动离合器就自动工作，在行驶过程中通过速度自动控制离合器离合，实现低速和高速的自动转换，输出不同的速度及扭矩，使电机在不同路况都能稳定工作，有效提高爬坡能力、过载能力和续行里程。

二是从低速到高速切换时，碗型弹性垫圈经过变形—顶平—压紧过程，起到离合器延时结合的作用，从高速到低速自动切换时，碗型弹性垫圈快速复原，起到离合器快速分离的作用，结构简单紧凑、体积小，传动扭矩大，精度要求低，使用寿命长，通用性好。

附图说明

图1为发明创造的结构示意图。

其中1电机定子，2电枢绕组，3转子磁钢，4磁性隔离套，5外壳体，6离心块，7单向器座，8单向器，9第一轴承，10低速中心齿轮，11主轴，12第二轴承，13配重固定座，14内摩擦片，15外摩擦片，16复位弹簧，17碗型弹性垫圈，18外环套，19内环套，20第三轴承，21高速中心齿轮，22盖板。

具体实施方式

图1所示，为本发明创造自动离合式直流无刷电机转子的具体实施方案，它包括主轴11、自动离合器、转子磁钢3、磁性隔离套4，所述的自动离合器可转动地安装在主轴11上，磁性隔离套4固定在自动离合器的外壳体5上，转子磁钢3均布在磁性隔离套4上；所述自动离合器的外壳体5端面上固定有单向器座7，单向器座7上固定有单向器8，低速中心齿轮10通过第一轴承9可转动地设置在主轴11上，单向器8的内圈与低速中心齿轮10配合。

所述的自动离合器包括外壳体5、配重固定座13、离心块6、外摩擦片15、内摩擦片14、碗型弹性垫圈17、外环套18、内环套19和盖板22，配重固定座13固定在外壳体5内，配重固定座13通过第二轴承12可转动地安装在主轴11，内环套19通过第三轴承20可转动地设置在主轴11上，外环套18的内侧可转动地套设在配重固定座13上，外环套18的外侧与内环套19配合，若干片外摩擦片15可滑动地设置在外壳体5的滑槽上，外摩擦片15之间设有复位弹簧16，离心块6铰接在配重固定座13上并与最内侧的外摩擦片15配合，若干片内摩擦片14可滑动地设置在外环套18的滑槽上，内摩擦片14与外摩擦片15交叉设置，在最外侧的外摩擦片15与盖板22之间设有碗型弹性垫圈17。所述的内环套19上通过花键配合套设有绕主轴11转动的高速中心齿轮21。

下面对本发明创造的工作作进一步描述，无刷控制器控制电机定子1的各个电枢绕组2按顺序工作，并在气隙中产生有效跳跃式旋转磁场，转子磁钢受到气隙中转动磁场的作用下沿着固定方向带动转子连续运转，此时根据控制器提供的电压脉宽，从低到快旋转。在低速运行时，自动离合器的离心块6离心力小，推动外摩擦片15的力量小，未能达到内外摩擦片14、15结合，内外环套19、18以及高速中心齿轮21不运转，此时，由自动离合器的外壳体5经单向器8的作用下带动低速中心齿轮10运转。随着速度的提高，离心块6离心力不断增大，当速度达到设定结合值时，离心块6推动外摩擦片15，使内外摩擦片14、15结合,直到碗型弹性垫圈17变形、顶平丶压紧，外摩擦片15带动内摩擦片14，内摩擦片14经外套环18带动内套环19，最后由内套环19带动高速中心齿轮21运转。此时高速中心齿轮21转动速度超越了低速中心齿轮10转动速度，单向器8相对低速中心齿轮10空转，从而实现低速到高速的自动转换。

当电机转子速度下降时，自动离合器的离心块6离心力也会随着下降，内外摩擦片14、15在复位弹簧16推动下使离心块6慢慢复位，当下降到自动离合器设定的复位值时，碗型弹性垫圈17马上跳回碗型形状,并迅速推动内外摩擦片14、15，使内外摩擦片14、15迅速分离,高速中心齿轮21得不到旋转力量停止转动输出。此时，单向器8又与低速中心齿轮10结合，电机转子由自动离合器的外壳体5经单向器8的作用下带动低速中心齿轮10运转，从而实现高速到低速的自动转换。

Claims (3)

1.一种自动离合式直流无刷电机转子，包括主轴(11)、自动离合器、转子磁钢(3)、磁性隔离套(4)，其特征是：所述的自动离合器可转动地安装在主轴(11)上，磁性隔离套(4)固定在自动离合器的外壳体(5)上，转子磁钢(3)均布在磁性隔离套(4)上；所述自动离合器的外壳体(5)端面上固定有单向器座(7)，单向器座(7)上固定有单向器(8)，低速中心齿轮(10)可转动地设置在主轴(11)上，单向器(8)的内圈与低速中心齿轮(10)配合。

2.根据权利要求1所述的自动离合式直流无刷电机转子，其特征是：所述的自动离合器包括外壳体(5)、配重固定座(13)、离心块(6)、外摩擦片(15)、内摩擦片(14)、碗型弹性垫圈(17)、外环套(18)、内环套(19)和盖板(22)，配重固定座(13)固定在外壳体(5)内，内环套(19)可转动地设置在主轴(11)上，外环套(18)的内侧套设在配重固定座(13)上，外环套(18)的外侧与内环套(19)配合，若干片外摩擦片(15)可滑动地设置在外壳体(5)的滑槽上，外摩擦片(15)之间设有复位弹簧(16)，离心块(6)铰接在配重固定座(13)上并与最内侧的外摩擦片(15)配合，若干片内摩擦片(14)可滑动地设置在外环套(18)的滑槽上，内摩擦片(14)与外摩擦片(15)交叉设置，在最外侧的外摩擦片(15)与盖板(22)之间设有碗型弹性垫圈(17)。

3.根据权利要求2所述的自动离合式直流无刷电机转子，其特征是：所述的内环套(19)上套设有绕主轴(11)转动的高速中心齿轮(21)。

Images