CN202085025U - 三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机 - Google Patents
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Abstract
一种用于电动汽车的体积小效率高的三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机，它是在电机的转子内安装差速器，减速器安装在电机端盖两侧，电机输出轴直接驱动车轮形成机电一体化的装置，减小了整机的尺寸，节省了电机占用整车的空间，且电机定子的每相都绕有多组相同的相绕组单元，用电气开关自动进行串联或并联，使相绕组单元获得不同的电压值，以适应电机起动、加速与全速运行的不同状态需求，提高了电机效率，另外，用于相绕组单元串并联的电转换开关安装在电机壳内，可以使电机的电源线仅有三根，便于电机制造。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车的电力驱动的动力装置，尤其适合将现有汽车改成油电混合动力汽车，能多挡变速、差速器安装在电机转子内部，减速器安装在电机端盖两侧，输出轴直接驱动车轮行驶的三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机。
背景技术
目前，公知的电动汽车的电力驱动方式基本是绕组参数固定的内转子电机通过与变速箱连接差速器并带动传动轴驱动电动汽车，该技术虽比较成熟，但变速箱生产成本高，装配、维护复杂且占用了车身很大的空间，如需获得较大的转矩必须增大电动机的体积，如用改变电机绕组抽头的方式对电机运动状态进行控制，由于导线利用率低，必定会导致电机体积过大，成本过高，效率降低，安装繁琐。
发明内容
为了克服现有的电动汽车用内转子电机体积大、效率低的不足，本实用新型提供一种电动汽车用三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体的高速电机，采用电转换开关变换电机绕组的连接方式，以适应电机的不同运行状态，提高电机效率和性能，采用把差速器安装在电机转子内部，行星减速器安装在电机端盖两侧的方法，进一步减小电机的体积。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：由电机转子、差速器、减速器、定子、电机轴、轴承、外壳及端盖组成，差速器安装在电机转子内，电机内安装电转换开关，转子上安装永磁体，绕组安装在定子上，减速器安装在电机端盖两侧，其两端分别与电机输出轴连接，三相绕组的每一相绕组均由多个相同的相绕组单元组成，每个相绕组单元的线圈匝数及绝缘导线的直径及总截面都相同，且每个相绕组单元都可独立的作为相绕组，相绕组单元之间用电转换开关进行串联或并联，当相绕组单元全部串联时用于电机起动，当相绕组单元串、并联混合时用于电机的加速，当相绕组单元全部并联时用于电机的全速运行，根据直流电机的基本公式：I＝(V-E)/R，其中I为电机电流，V为电源电压，E为电机反动势，R为电机电阻，在电机起动开始的瞬间，因电机处于静止状态，其反动势E为0.此时I＝(V-0)/R由此看出I很大，容易造成绕组烧毁，且电机效率很低，因此采取把多个绕组单元串联的方法，可以几倍地增加电机电阻的R值，同时每个绕组单元承受的电压也降低几倍，避免了电机起动的瞬时产生危险的大电流，并提高电机的起动效率，保障电机的可靠起动。电机起 动后的加速阶段，通过相绕组单元线圈的并联，可以使相绕组单元线圈上获得成倍或几倍的电压，同时并联后的电机总电阻也降为起动时的几分之一，由公式I＝(V-E)/R看出，相绕组单元上的电压增加及R减少，导致I的增加，再由三相电机的基本功率公式P＝√3IV看出，电机的输出功率增加了，功率大幅提升的结果必然是电机转矩及转速的增加，因为电机转矩T∝P。相绕组单元之间的串联或并联通过若干个电转换开关的接通或关断实现，并把电机由起动、加速到全速的过程分成几个挡位，由自动换挡调速器对相应的电转换开关实行控制，实现自动变挡。电转换开关动作时，电机上的电源自动断电，使电转换开关动作时无火花产生，保证电转换开关的可靠运行。电转换开关安装在电机壳内，三相电机电源线只有3根，电机生产简便。
本实用新型的有益效果是，在输入电机的电源电压值不变的情况下，可以使加在电机相绕组单元上的电压成倍以至几倍地大范围变动，从而使电机在起动、加速以至全速运行时产生相应的电流、转矩与功率，实现可靠起动与高速运行的不同要求，差速器安装在电机转子内，减速器安装在电机端盖两侧的机电一体式结构减小了装置的体积。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机电路原理图，以A相说明，其余B、C两相与此相同。
图2是三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机单相一挡等效电路。
图3是三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机单相二挡等效电路。
图4是三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机单相三挡等效电路。
图5是三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机第一个实施例的A相展开图，其余B、C两相与此相同。
图6是三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机第一个实施例的电机槽的剖面图。
图7是第一个实施例三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机的局部剖面图。
图8是第一个实施例三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机的纵向剖面图。
图9是第二个实施例三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机的纵向剖面图。
图10是第三个实施例三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机的纵向剖面图。
图中1.电机的电源线，2.相绕组单元，3.相绕组单元，4相绕组单元，5.相绕组单元， 6.相绕组单元尾的公共线，即三相电机星形接法的中性线，7.电转换开关，8.电转换开关，9.电转换开关，10.绝缘层，11.槽稧，12.电机壳，13.转子永磁体，14.电机槽，15.电机输出轴，16.定子铁芯，17.电机轴承，18.电机轴外油封，19.电机轴内油封，20.转子油封，21.电机内隔磁板，22.差速器机体，23.差速齿轮，24.减速机构注油孔，25.放油孔，26.电机轴，27.电机出线孔，28.减速主动齿轮，29.减速行星齿轮，30.减速被动齿轮。
具体实施方式
在图1中，对相绕组单元(2)、(3)、(4)和(5)的端部属性规定为：相绕组单元标有黑点“·”的一端为正极端即相绕组单元的头，没有标记的为负极端即相绕组单元的尾。电路连接：电机的电源线(1)分别与电转换开关(7)、(8)和(9)的一端连接，相绕组单元的公共线分别与电转换开关(7)、(8)和(9)连接，电转换开关(7)分别与相绕组单元(2)的负极端及相绕组单元(3)的正极端连接，电转换开关(8)分别与相绕组单元(3)的负极端及相绕组(4)的正极端连接电转换开关(9)分别与相绕组单元(4)的负极端及相绕组单元(5)的正极端连接，三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机的每个绕组单元的总圈数相同，绝缘线直径相同，线圈总截面相同，且每个电机槽内安装同一相的相绕组单元(2)、(3)、(4)和(5)的线圈，线圈之间用绝缘层(10)绝缘，每一个相绕组单元可以单独地作为电机的一个完整的相绕组。电机起动时为一挡，此时电转换开关(7)、(8)和(9)使相绕组单元(2)、(3)、(4)和(5)串联，如等效电路图2所示；电机起动后在加速时为二挡，此时电转换开关使相绕组单元(2)和(3)串联，(4)和(5)串联，两组串联的相绕组单元同时进行并联，即二串二并，如等效电路图3所示。电机高速运行位三挡，此时电转换开关使相绕组单元(2)(3)(4)(5)并联，如等效电路图4所示。
在图5所示实施例的展开图中，相绕组单元(2)、(3)、(4)和(5)分别绕在一个12槽电机定子铁芯(16)内，每个绕组单元的总圈数相同，绝缘线直径相同，线圈总截面相同，且每个电机槽内安装同一相的相绕组单元(2)、(3)、(4)和(5)的线圈，线圈之间用绝缘层(10)绝缘，每一个相绕组单元可以单独地作为电机的一个完整的相绕组，槽口用槽楔(11)封堵。电转换开关(7)、(8)和(9)均为磁保持继电器。该三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机为三挡，起动为一挡，起动后加速为二挡，高速运行为三挡，电机一挡起动时，四组相绕组单元相互串联，即图中磁保持继电器(7)中的③和④触头断开，②和③触头接触导通，磁保持继电器(8)和(9)的状态与(7)相同，此时四个相绕组单元(2)、(3)、(4)和(5)全部串联。电机二挡加速时，磁保持继电器(7)和(9)的状态保持一挡时的状态不 变，磁保持继电器(8)的状态变为：(8)的内部触头③和④接触导通，触头②和③断开，触头②和①接触导通，此时相绕组单元(2)和(3)串联，相绕组单元(4)和(5)串联，同时，该两个串联的相绕组单元再并联，即二串二并。电机三挡高速运行时，磁保持继电器(8)的状态保持二挡时的状态不变，磁保持继电器(7)和(9)的状态变成与二挡(8)的状态一致，此时四个相绕组单元(2)、(3)、(4)和(5)全部并联。磁保持继电器动作时，电机的电源自动断电，使电转换开关动作时无火花产生。磁保持继电器(7)、(8)和(9)安装在电机壳(12)内，并固定在(21)电机内隔磁板上。图中的X、Y和Z分别为三相电机的相线圈的尾端。电机的电源线(1)从电机出线孔(27)内穿出。在一个电机壳(12)内，安装一个永磁转子(13)和一个定子铁芯(16)及绕组的定子为一个电机单元，即一单元电机。该实施例在电机壳(12)内安装二个永磁转子(13)与二个电机铁芯(16)及绕组的定子，组成二单元三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机。
在图9所示第二个实施例中，在一个电机壳(12)内，安装三个永磁转子(13)与三个定子铁芯(16)及绕组的定子，组成三单元三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机。
在图10所示第三个实施例中，在一个电机壳(12)内，安装四个永磁转子(13)与四个定子铁芯(16)及绕组的定子，组成四单元三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机。
Claims (10)
1.一种三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机，由电机转子、差速器，定子、电机轴、轴承、外壳组成，其特征是：差速器安装在电机内，减速器安装在电机端盖两侧，定子的每相绕组绕有多个相同的相绕组单元，相绕组单元之间用电转换开关串联或并联。
2.根据权利要求1所述的三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机，其特征是：差速器安装在电机转子内，减速器安装在电机端盖两侧，其两端分别与电机输出轴连接。
3.根据权利要求1所述的三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机，其特征是：电机的每一个相绕组单元的总圈数相同、绝缘线直径相同、线圈总截面积相同，每个电机槽内安装同一相的相绕组单元线圈，线圈之间用绝缘层绝缘。
4.根据权利要1所述的三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机，其特征是：电机定子每相绕组的相绕组单元数是四个，一挡起动时，四个相绕组单元串联，二挡加速时，四个相绕组单元两两串联成两组后再将串联好的两组并联，三挡高速运行时，四个相绕组单元全部并联。
5.根据权利要求1所述的三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机，其特征是：所用电转换开关为磁保持继电器。
6.根据权利要求1所述的三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机，其特征是：磁保持继电器安装在电机壳内，并固定在电机内隔磁板上。
7.根据权利要求1所述的三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机，其特征是：磁保持继电器在动作时，电机的电源自动断电。
8.根据权利要求1所述的三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机，其特征是：在一个电机壳内，安装二个永磁转子和二个电机铁芯及绕组的定子。
9.根据权利要求1所述的三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机，其特征是：在一个电机壳内，安装三个永磁转子和三个电机铁芯及绕组的定子。
10.根据权利要求1所述的三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机，其特征是：在一个电机壳内，安装四个永磁转子和四个电机铁芯及绕组的定子。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106394231A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-02-15 | 上海纳铁福传动系统有限公司 | 带两档减速器的轮毂电机驱动装置以及电动汽车 |
| WO2019109196A1 (zh) * | 2017-12-07 | 2019-06-13 | 谊山精密五金电子（昆山）有限公司 | 具可变匝数绕组线圈的永磁电机装置及其控制方法 |
| CN112186930A (zh) * | 2020-09-08 | 2021-01-05 | 北京福田戴姆勒汽车有限公司 | 驱动电机以及车辆 |
| CN112677760A (zh) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 比亚迪股份有限公司 | 车桥总成及车辆 |
| US11646633B2 (en) | 2021-04-06 | 2023-05-09 | Hamilton Sundstrand Corporation | Aircraft electric motor |
| US11811268B2 (en) | 2021-04-06 | 2023-11-07 | Hamilton Sundstrand Corporation | Aircraft electric motor |
| US11851196B2 (en) | 2021-04-06 | 2023-12-26 | Hamilton Sundstrand Corporation | Aircraft electric motor |
-
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106394231A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-02-15 | 上海纳铁福传动系统有限公司 | 带两档减速器的轮毂电机驱动装置以及电动汽车 |
| WO2019109196A1 (zh) * | 2017-12-07 | 2019-06-13 | 谊山精密五金电子（昆山）有限公司 | 具可变匝数绕组线圈的永磁电机装置及其控制方法 |
| JP2021505122A (ja) * | 2017-12-07 | 2021-02-15 | ユー, リーチェンYU, Li−Chien | 巻数を変更可能な巻線コイルを備える永久磁石モータ装置及びその制御方法 |
| CN112677760A (zh) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 比亚迪股份有限公司 | 车桥总成及车辆 |
| CN112186930A (zh) * | 2020-09-08 | 2021-01-05 | 北京福田戴姆勒汽车有限公司 | 驱动电机以及车辆 |
| US11646633B2 (en) | 2021-04-06 | 2023-05-09 | Hamilton Sundstrand Corporation | Aircraft electric motor |
| US11811268B2 (en) | 2021-04-06 | 2023-11-07 | Hamilton Sundstrand Corporation | Aircraft electric motor |
| US11851196B2 (en) | 2021-04-06 | 2023-12-26 | Hamilton Sundstrand Corporation | Aircraft electric motor |
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