CN107332380A - 一种具有冗余备份功能的电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有冗余备份功能的电动机，属于电动机技术领域，包括机壳主体、输出轴、转子和定子，所述输出轴设置在机壳主体中央，输出轴的前端和后端都穿出机壳主体，所述转子和定子设置在机壳主体内，所述转子套设在输出轴外，所述定子套设在转子外，其特征在于：所述定子包括定子铁芯和定子绕组；所述定子绕组设有偶数个线圈，相间隔设置的线圈为同一分组，形成两套独立工作的定子绕组；所述机壳主体后端设有检测控制装置；所述检测控制装置与两套定子绕组相连，控制定子绕组工作；具备两套可以独立工作的绕组，当电动机中的一套绕组失效，另一套绕组可以单独工作，不会导致两轮自平衡电动车的立即失控。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于电动车上的伺服电动机，特别是一种具有冗余备份功能的电动机，属于电动机技术领域。
背景技术
现在流行的两轮自平衡电动车，其上使用两个电动机驱动车轮。电动机作为直接驱动和控制车身姿态的执行元件，其本身的安全性十分重要。一旦电动机突然失效，两轮自平衡电动车将失控，导致骑行者受伤。因此，设计一种具备冗余备份功能的电动机来避免因电动机突然失效导致的危险，目前看来十分必要。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种具备冗余备份功能的电动机，该电动机具备两套可以独立工作的绕组，当电动机中的一套绕组失效，另一套绕组可以单独工作，不会导致两轮自平衡电动车的立即失控。
本发明的技术解决方案是这样实现的：一种具有冗余备份功能的电动机，包括机壳主体、输出轴、转子和定子，所述输出轴设置在机壳主体中央，输出轴的前端和后端都穿出机壳主体，所述转子和定子设置在机壳主体内，所述转子套设在输出轴外，所述定子套设在转子外，所述定子包括定子铁芯和定子绕组；所述定子绕组设有偶数个线圈，相间隔设置的线圈为同一分组，形成两套定子绕组；所述机壳主体后端设有检测控制装置；所述检测控制装置与定子绕组相连，控制定子绕组工作。
优选的，所述检测控制装置对称设置有两个，分别与两套定子绕组相连。
优选的，所述输出轴的后端设有信号采集装置；所述信号采集装置与两个检测控制装置相连。
优选的，所述机壳主体的后端设有后盖；所述后盖与机壳主体的后端部形成控制壳体；所述信号采集装置和两个检测控制装置设置在控制壳体内。
优选的，所述后盖外端部设有两组引线；所述两组引线分别与两个检测控制装置相连。
优选的，所述检测控制装置包括前电路板、光电检测装置、后电路板和电磁继电器；所述前电路板设置在机壳主体的后端上；所述光电检测装置与前电路板相连并朝外方向设置；所述光电检测装置与信号采集装置相连；所述后电路板设置在后盖上；所述电磁继电器与后电路板相连并朝内方向设置；所述电磁继电器与定子绕组相连；所述光电检测装置和电磁继电器相连。
优选的，所述机壳主体包括前端盖、壳体和后端盖；所述前端盖和后端盖设置在壳体的前后端部。
优选的，所述转子包括转子铁芯和转子钢圈。
优选的，所述定子绕组为12槽10极定子绕组。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的具有冗余备份功能的电动机，具备两套可以独立工作的绕组，当电动机中的一套绕组失效，另一套绕组可以单独工作，不会导致两轮自平衡电动车的立即失控；绕组系数提高，电动机的效率提高；齿槽转矩小，电动机的运行更平滑，同时振动和噪音小；体积减小，重量减轻，成本降低。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1为本发明的具有冗余备份功能的电动机的内部结构示意图；
附图2为本发明的具有冗余备份功能的电动机的外部结构示意图；
附图3为本发明的具有冗余备份功能的电动机的横截面结构示意图；
其中：1、输出轴；2、转子铁芯；3、转子钢圈；4、定子铁芯；5、定子绕组；6、信号采集装置；7、后盖；8、前电路板；9、光电检测装置；10、后电路板；11、电磁继电器；12、前端盖；13、壳体；14、后端盖；15、引线。
具体实施方式
下面结合附图来说明本发明。
如附图1-3所示的本发明所述的一种具有冗余备份功能的电动机，包括机壳主体、输出轴1、转子和定子，所述输出轴1设置在机壳主体中央，输出轴1的前端和后端都穿出机壳主体，所述转子和定子设置在机壳主体内，所述转子套设在输出轴1外，所述定子套设在转子外，所述转子包括转子铁芯2和转子钢圈3；所述定子包括定子铁芯4和定子绕组5；所述定子绕组5设有偶数个线圈，相间隔设置的线圈为同一分组，形成两套定子绕组；所述机壳主体后端设有检测控制装置；所述检测控制装置与定子绕组5相连，控制定子绕组工作；所述检测控制装置对称设置有两个，分别与两套定子绕组5相连；两套定子绕组5可以独立工作，当电动机中的一套定子绕组5失效，另一套定子绕组5仍然可以单独工作，这样就不会导致两轮自平衡电动车的立即失控。
具体的结构方案为：所述输出轴1的后端设有信号采集装置6；所述信号采集装置6与两个检测控制装置相连；所述机壳主体的后端设有后盖7；所述后盖7与机壳主体的后端部形成控制壳体；所述信号采集装置6和两个检测控制装置设置在控制壳体内；所述后盖7外端部设有两组引线15；所述两组引线15分别与两个检测控制装置相连；所述检测控制装置包括前电路板8、光电检测装置9、后电路板10和电磁继电器11；所述前电路板8设置在机壳主体的后端上；所述光电检测装置9与前电路板8相连并朝外方向设置；所述光电检测装置9与信号采集装置6相连；所述后电路板10设置在后盖7上；所述电磁继电器11与后电路板10相连并朝内方向设置；所述电磁继电器11与定子绕组5相连；所述光电检测装置9和电磁继电器11相连；上述结构，后盖7内部空间得到了合理的利用，各部件之间相互避开，从而使得电磁继电器11可以朝方向设置，有效利用了空间，使电动机机身长度缩短，后盖7也有效的保护其中的各部件。
具体工作原理为：信号采集装置6随输出轴1旋转采集信号，光电检测装置9检测出输出若干脉冲信号，通过计算每秒输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速，然后通过电磁继电器11对定子绕组的进行开关控制。每个光电检测装置9都能输出独立的实时脉冲信号，在一路信号中断的情况下，另一路能够继续提供信号，增强了电动机的可靠性；两套定子绕组5可以是同时一起工作，也可以只有一套定子绕组5单独工作。一旦其中一套定子绕组失效，另一套定子绕组仍将能工作，两套定子绕组5用两个电磁继电器11分别连接控制，可以实现切换控制。
一般的，信号采集装置6为光栅编码盘，使用效果也最佳。
进一步的结构，所述机壳主体包括前端盖12、壳体13和后端盖14；所述前端盖12和后端盖14设置在壳体13的前后端部；这样的结构方便拆卸，便于维修和维护电动机的定子和转子。
本实用的新型具有冗余备份功能的电动机，定子绕组采用的是12槽10极的定子绕组；12槽10极的定子绕组，有以下优点：绕组系数提高，电动机的效率提高；齿槽转矩小，电动机的运行更平滑，同时振动和噪音小。
本实用的新型具有冗余备份功能的电动机，定子采用分割铁芯方式，提高了槽满率，使电动机长度缩短，在输出相同功率的情况下，电动机的体积减小，重量减轻，成本降低。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有冗余备份功能的电动机，包括机壳主体、输出轴、转子和定子，所述输出轴设置在机壳主体中央，输出轴的前端和后端都穿出机壳主体，所述转子和定子设置在机壳主体内，所述转子套设在输出轴外，所述定子套设在转子外，其特征在于：所述定子包括定子铁芯和定子绕组；所述定子绕组设有偶数个线圈，相间隔设置的线圈为同一分组，形成两套独立工作的定子绕组；所述机壳主体后端设有检测控制装置；所述检测控制装置与两套定子绕组相连，控制定子绕组工作。
2.根据权利要求1所述的具有冗余备份功能的电动机，其特征在于：所述检测控制装置对称设置有两个，分别与两套定子绕组相连。
3.根据权利要求2所述的具有冗余备份功能的电动机，其特征在于：所述输出轴的后端设有信号采集装置；所述信号采集装置与两个检测控制装置相连。
4.根据权利要求3所述的具有冗余备份功能的电动机，其特征在于：所述机壳主体的后端设有后盖；所述后盖与机壳主体的后端部形成控制壳体；所述信号采集装置和两个检测控制装置设置在控制壳体内。
5.根据权利要求4所述的具有冗余备份功能的电动机，其特征在于：所述后盖外端部设有两组引线；所述两组引线分别与两个检测控制装置相连。
6.根据权利要求4或5所述的具有冗余备份功能的电动机，其特征在于：所述检测控制装置包括前电路板、光电检测装置、后电路板和电磁继电器；所述前电路板设置在机壳主体的后端上；所述光电检测装置与前电路板相连并朝外方向设置；所述光电检测装置与信号采集装置相连；所述后电路板设置在后盖上；所述电磁继电器与后电路板相连并朝内方向设置；所述电磁继电器与定子绕组相连；所述光电检测装置和电磁继电器相连。
7.根据权利要求1所述的具有冗余备份功能的电动机，其特征在于：所述机壳主体包括前端盖、壳体和后端盖；所述前端盖和后端盖设置在壳体的前后端部。
8.根据权利要求1所述的具有冗余备份功能的电动机，其特征在于：所述转子包括转子铁芯和转子钢圈。
9.根据权利要求1所述的具有冗余备份功能的电动机，其特征在于：所述定子绕组为12槽10极定子绕组。
10.根据权利要求1所述的具有冗余备份功能的电动机，其特征在于：所述定子采用分割铁芯方式。
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