CN107040122A - 一种非接触电磁变速箱 - Google Patents

Abstract

一种非接触电磁变速箱，包括电磁变速系统和电控系统，电磁变速系统包括主动电磁轮、主动轴、主电滑环、从动电磁轮、从动轴以及从电滑环，主电滑环和主动电磁轮分别固定在主动轴上，从电滑环和从动电磁轮分别固定在从动轴上；电控系统包括单片机、控制回路、高低压光耦隔离电路、强激磁启动元件以及整流/滤波回路，单相电源通过整流/滤波电路连接强激磁启动元件，单片机通过控制回路连接高低压光耦隔离电路，高低压光耦隔离电路与强激磁启动元件连接，强激磁启动元件分别连接主电滑环和从电滑环。该非接触电磁变速箱，通过电磁力实现力矩传递，具有无摩擦、无噪声、不需润滑、工作环境干净等优点，提高了产品的性能指标。

Description

一种非接触电磁变速箱

技术领域

本发明涉及一种变速箱，更具体地说是指一种非接触电磁变速箱。

背景技术

目前，现有的齿轮变速箱大多都是通过两个或两个以上齿轮的啮合传动来实现变速。这种齿轮变速箱主要存在以下问题：1、齿轮箱结构复杂，零件加工精度要求高，装配难度大；2、齿轮之间需要润滑，润滑油还需定时更换，增加齿轮变速箱的使用成本；3、齿轮啮合传动存在摩擦，摩擦会产生热效应，在齿轮箱长时间工作时需要冷却，冷却系统增加了齿轮箱的制造难度。为此，我们提供一种非接触式的电磁变速箱。

发明内容

本发明提供一种非接触电磁变速箱，以解决现有齿轮变速箱存在结构复杂、零件加工精度要求高、装配困难、需要润滑、齿轮啮合传动有摩擦等缺点。

本发明采用如下技术方案：

一种非接触电磁变速箱，包括电磁变速系统和电控系统，所述电磁变速系统包括轴承座、主动电磁轮、主动轴、主电滑环、从动电磁轮、从动轴以及从电滑环，所述主动轴与从动轴间隔固定在所述轴承座上，所述主电滑环和主动电磁轮分别固定在所述主动轴上，所述从电滑环和从动电磁轮分别固定在所述从动轴上，所述主电滑环和从电滑环分别与主动电磁轮和从动电磁轮连接；所述电控系统包括单片机、控制回路、高低压光耦隔离电路、强激磁启动元件以及整流/滤波回路，单相电源通过整流/滤波电路连接所述强激磁启动元件，所述单片机通过所述控制回路连接所述高低压光耦隔离电路，所述高低压光耦隔离电路与强激磁启动元件连接，所述强激磁启动元件分别连接所述主电滑环和从电滑环。

进一步地，所述主动电磁轮和从动电磁轮均包括环形轮圈、铁心架、铁心以及线圈，所述环形轮圈及铁心架均由非导磁材料制成，所述铁心由无剩磁材料制成，所述环形轮圈表面环形矩阵分布有复数个所述铁心架，所述铁心设于所述铁心架内，每个铁心架与所述铁心对应的外表壁环绕有所述线圈。

进一步地，所述铁心架与所述环形轮圈一体成型。

进一步地，所述铁心架为T字形，所述铁心架中心开设一安装槽，所述铁心装配在所述安装槽内。

进一步地，所述主动轴和从动轴上还分别固定有主动线圈接线器和从动线圈接线器，所述主电滑环通过所述主动线圈接线器与所述主动电磁轮上的线圈连接，所述从电滑环通过所述从动线圈接线器与从动电磁轮上的线圈。

进一步地，所述电控系统还包括一人机界面，该人机界面与单片机连接。

进一步地，所述单片机包括控制单元、数据处理单元以及数据存储单元。

由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、该结构的电磁变速箱，通过控制回路控制各个强激磁启动元件的导通与否，当强激磁启动元件导通后，单相电源电压经过整流/滤波回路和电滑环后直接施加在电磁轮齿槽的线圈上，使主动电磁齿轮有磁力产生，当主动轴有外部动力输入时，电磁变速箱实现增速或减速。

2、该结构的电磁变速箱，通过电磁力实现力矩传递，是一种非接触的传动，具有无摩擦、无噪声、不需润滑、工作环境干净、有过载保护等优点，提高了产品的性能指标。

3、该结构的电磁变速箱，电磁变速箱的转速比为从动电磁轮有序导电齿槽数与主动电磁轮有序导电齿槽数之比。主从电磁轮齿槽线圈的有序通电即是电磁轮齿槽线圈通电与否的间隔需要沿周向均匀分布。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明主动电磁轮（或从动电磁轮）的剖视图。

图3为本发明的控制原理图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。为了全面理解本发明，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本发明。

一种非接触电磁变速箱，参照图1，包括电磁变速系统10和电控系统20。其中，电磁变速系统10包括轴承座11、主动电磁轮12、主动轴13、主电滑环14、从动电磁轮15、从动轴16以及从电滑环17，所述主动轴13与从动轴16间隔固定在所述轴承座11上，所述主电滑环14和主动电磁轮12分别固定在所述主动轴13上，所述从电滑环17和从动电磁轮15分别固定在所述从动轴16上，主动轴13和从动轴16上还分别固定有主动线圈接线器18和从动线圈接线器19。

参照图2，所述主动电磁轮12和从动电磁轮15均包括环形轮圈121、铁心架122、铁心123以及线圈124，所述环形轮圈121及铁心架122均由非导磁材料制成，所述铁心123由无剩磁材料制成，所述环形轮圈121表面环形矩阵分布有复数个所述铁心架122。优选地，所述铁心架122与所述环形轮圈121一体成型，铁心架122为T字形，所述铁心架122中心开设一安装槽125，所述铁心123装配在所述安装槽125内。每个铁心架122与所述铁心123对应的外表壁环绕有所述线圈124。所述主电滑环14通过所述主动线圈接线器18与所述主动电磁轮12上的线圈连接，所述从电滑环17通过所述从动线圈接线器19与从动电磁轮16上的线圈。

参照图3，所述电控系统20包括人机界面21、单片机22、控制回路23、高低压光耦隔离电路24、强激磁启动元件25以及整流/滤波回路26，单相电源27通过整流/滤波电路26连接所述强激磁启动元件25，单片机22包括控制单元221、数据处理单元222以及数据存储单元223，所述单片机22的控制单元221通过所述控制回路23连接所述高低压光耦隔离电路24，所述高低压光耦隔离电路24与强激磁启动元件25连接，所述强激磁启动元件25分别连接所述主电滑环14和从电滑环17。

本发明的非接触电磁变速箱电磁轮齿槽线圈的强激磁电路通过以下控制方式达到通过电磁力传递力矩的目的：通过人机界面21输入设定好的各个减速比，单片机22通过内部程序实现相应I/O口的信号传递，各控制回路23得到相应的控制信号，触发高低压光耦隔离电路24的控制信号，高低压光耦隔离电路24响应后触发强激磁启动元件25的导通/关闭、导通时间以及关闭时间，实现强激磁启动元件25对相应线圈是否施加电流的控制。上述控制的结果是单相电源27电压经整流/滤波回路26、强激磁启动元件25后直接施加到主动电磁轮12、从动电磁轮15的各个齿槽线圈上，高压直流流入齿槽线圈产生磁场，实现力矩的非接触传递。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (7)

1.一种非接触电磁变速箱，包括电磁变速系统和电控系统，其特征在于：所述电磁变速系统包括轴承座、主动电磁轮、主动轴、主电滑环、从动电磁轮、从动轴以及从电滑环，所述主动轴与从动轴间隔固定在所述轴承座上，所述主电滑环和主动电磁轮分别固定在所述主动轴上，所述从电滑环和从动电磁轮分别固定在所述从动轴上，所述主电滑环和从电滑环分别与主动电磁轮和从动电磁轮连接；所述电控系统包括单片机、控制回路、高低压光耦隔离电路、强激磁启动元件以及整流/滤波回路，单相电源通过整流/滤波电路连接所述强激磁启动元件，所述单片机通过所述控制回路连接所述高低压光耦隔离电路，所述高低压光耦隔离电路与强激磁启动元件连接，所述强激磁启动元件分别连接所述主电滑环和从电滑环。

2.如权利要求1所述的一种非接触电磁变速箱，其特征在于：所述主动电磁轮和从动电磁轮均包括环形轮圈、铁心架、铁心以及线圈，所述环形轮圈及铁心架均由非导磁材料制成，所述铁心由无剩磁材料制成，所述环形轮圈表面环形矩阵分布有复数个所述铁心架，所述铁心设于所述铁心架内，每个铁心架与所述铁心对应的外表壁环绕有所述线圈。

3.如权利要求2所述的一种非接触电磁变速箱，其特征在于：所述铁心架与所述环形轮圈一体成型。

4.如权利要求2所述的一种非接触电磁变速箱，其特征在于：所述铁心架为T字形，所述铁心架中心开设一安装槽，所述铁心装配在所述安装槽内。

5.如权利要求2所述的一种非接触电磁变速箱，其特征在于：所述主动轴和从动轴上还分别固定有主动线圈接线器和从动线圈接线器，所述主电滑环通过所述主动线圈接线器与所述主动电磁轮上的线圈连接，所述从电滑环通过所述从动线圈接线器与从动电磁轮上的线圈。

6.如权利要求1所述的一种非接触电磁变速箱，其特征在于：所述电控系统还包括一人机界面，该人机界面与单片机连接。

7.如权利要求1所述的一种非接触电磁变速箱，其特征在于：所述单片机包括控制单元、数据处理单元以及数据存储单元。