CN208691095U - 外转子变功率电动机 - Google Patents

Abstract

一种外转子变功率电动机，具有一组可改变串并联结构的可变定子线圈，线圈的线缆从电机轴内孔中引出；各相线圈组通过电动变路器的控制，可快速构成结构不同的单路可变定子线圈或多路可变定子线圈，从而改变电动机的额定电流和额定功率；其中电动变路器安装在外转子变功率电动机的附近，变路电机的变路电机开关通过连线安装在操纵台上，该机实现了在运行状态下成倍改变轮毂电机的电流和功率，获得更宽广的扭矩的速度，价廉物美，特别适合在汽车、电动汽车及各类发电电动机械设备领域中使用，积极意义十分明显。

Description

外转子变功率电动机

技术领域

本实用新型涉及电动机技术领域，特别涉及一种功率可变的外转子电动发电机，该电动机与普通电动机相比，体积更小、重量更轻，功率更大，在汽车及各类发电电动机械设备领域中有着广泛的用途。

背景技术

当前，在电动机、发电机的技术领域，每一台电动机、发电机设计制造完成后，其额定电流、额定功率是确定不变的。如果能够改变电动机的额定电流和额定功率，甚至还能够当做一台发电机使用，将会带来更大的方便。本人的发明申请变功率电动机(申请号2018108300318)公开了一种内转子变功率电动机的技术方案，而电动汽车等领域中的外转子轮毂电机，用途也非常广泛，需要解决。

发明内容

本实用新型的目的，就是要提供一种结构简单、体积轻小、功率强大而使用方便的外转子变功率电动机，可用于电动汽车及各类发电电动机械设备。

为达到上述技术目标，本实用新型所采取的技术方案是：外转子变功率电动机具有一组可改变串并联结构的可变定子线圈，线圈的线缆从电机轴内孔中引出；各相线圈组通过电动变路器的控制，可快速构成结构不同的单路可变定子线圈或多路可变定子线圈，从而改变电动机的额定电流和额定功率；其中电动变路器安装在外转子变功率电动机的附近，变路电机的变路电机开关通过连线安装在操纵台上。所述电动变路器由一个转向盘、一组换向板和一个变路电机构成，在转向盘的侧面开设有拨动窗，换向板从拨动窗内伸出，当变路电机推动转向盘转动时，换向板被拨动窗限制转向到准确的位置；其中换向板由弹性铜板或加装电刷构成，固定在线圈输入端或星形中心板上。所述多路可变定子线圈各相线圈组中的每一路线圈的尾端都并接在星形中心板上，而每一路线圈的输入端都并接在输入板上，由此各相电机输入板上输入电流的能力就增大到多路可变定子线圈的路数M倍。所述外转子变功率电动机具有两种不同的运行状态，各相线圈组在接成M＝1单路可变定子线圈时，称为基本的标准运行状态，此时额定电压为U₀，额定电流为I₀，额定功率为P₀；当各相线圈组在接成M＝2、3…路的多路可变定子线圈时，称为变功率运行状态，此时输入板上的额定电压为U₀不变，而输入的额定电流增大到M I₀，因此额定功率增大到多路可变定子线圈的路数M倍。所述多路定子线圈的最佳可变路数是1路或2路或3路或4路。

本实用新型由于设计了可变定子线圈，以及电动变路器的换向转接结构，使得本实用新型体具有两种不同的运行状态，在电动汽车等领域中，实现了在运行状态下成倍改变轮毂电机的电流和功率，获得更宽广的扭矩或速度，价廉物美，特别适合在汽车、电动汽车及各类发电电动机械设备领域中使用，积极意义十分明显。

附图说明

下面结合附图及实施例，对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型公开的一种外转子变功率电动机的结构示意图。

图2是本实用新型公开的可变定子线圈接成单路串联结构示意图。

图3是本实用新型公开的可变定子线圈接成多路定子线圈结构示意图。

图4、图5是本实用新型公开的电动变路器换向盘结构示意图。

图6是本实用新型公开的电动变路器拨到基本运行状态时的结构意图。

图7是本实用新型公开的电动变路器拨到变功率运行状态时的结构意图。

图中，6是电机轴，2是外转子，7是端轴承，8是线圈线缆，1是可变定子线圈，N₀是总匝数，M是多路可变定子线圈的路数，3是各相输入板，4是换向板，T是电动变路器，10是变路电机，11是变路电机开关，5是星形中心板，A、B、C是三相线圈的输入端，O₁、O₂、O₃是三相线圈的尾端，9是转向盘，9A是拨动窗。

具体实施方式

如图1所示，外转子变功率电动机具有一组可改变串并联结构的可变定子线圈1，线圈的线缆8从电机轴6内孔中引出；各相线圈组通过电动变路器T的控制，可快速构成结构不同的单路可变定子线圈或多路可变定子线圈1，从而改变电动机的额定电流和额定功率。电动变路器T安装在外转子变功率电动机的附近，变路电机10的变路电机开关11通过连线安装在操纵台上。电动变路器T 的结构安全方便，使电动机成倍增大功率变得灵活可控，变功率的启动开关即变路电机开关11就安装在驾驶台上，根据需要随时可以变路驱动，获得所需要的功率和扭矩。

如图2、图3、图4、图5所示，电动变路器T由一个转向盘9、一组换向板4和一个变路电机10构成，在转向盘9的侧面开设有拨动窗9A，换向板4从拨动窗9A内伸出，当换向电机10推动转向盘9转动时，换向板4被拨动窗9A 限制转向到准确的位置；其中换向板4由弹性铜板或加装电刷构成，固定在线圈输入端或星形中心板5上。从安装结构可以看到，多路可变定子线圈1突出的特点，是各相线圈组中的每一路线圈的尾端O₁、O₂、O₃都并接在星形中心板5上，而每一路线圈的输入端A、B、C都并接在输入板3上，由此各相电机输入板3 上输入电流的能力就增大到多路可变定子线圈的路数M倍。从安装结构中还可以看到，外转子变功率电动机具有两种不同的运行状态，各相线圈组在接成M＝1 单路可变定子线圈时，称为标准运行状态，此时额定电压为U₀，额定电流为I₀，额定功率为P₀；当各相线圈组在接成M＝2、3…路的多路可变定子线圈时，称为变功率运行状态，此时输入板3上的额定电压为U₀不变，而输入的额定电流增大到M I₀倍，因此额定功率也增大到多路可变定子线圈的路数M倍。这里，由于多路共板并联电路使输入板3提高了电流负荷能力路数M倍，而总内阻r却大大减小，由标准状态下的r₀变为(r₀/M)/M＝r₀/M²，即总内阻减小到路数M的平方倍，阻抗和感抗均大大减小，因此在变功率驱动运行状态下，电机功率增大 M倍却不易发热，运行正常。多路定子线圈最佳可变路数是1路或2路或3路或4路。图1中所示的第一实施例，定子共有18个线圈，每相分布的线圈数为 6个，每相可变定子线圈的路数M就是1路、2路、3路这三种选择。虽然理论上还有M＝6，但M路数增大，就难以从电机轴内孔中引出成倍的线缆。实际应用中，M＝2是首选的路数。一台电机功率增大到2倍，从20KW增大到40KW，或从30KW增大到60KW，这就已经足够了。另一方面，路数M越大，匝数Z＝Z₀/M 就大幅锐减，造成扭矩不足，也是不可取的。

如图5、图6所示，星形中心板5和输入板3都设置在同一块绝缘板上，电动变路器T的转向盘9安装在星形中心板5的上方，变路电机10的转向轴固定在转向盘9的中央，各相可变定子线圈1的尾端O₁、O₂、O₃安装在星形中心板 5上，各相可变定子线圈1的输入端A、B、C分别固定在各自的输入板3上，当路数M＝1即各相可变定子线圈1接成一个串联电路时，转向盘9停在初始位置；当M＝2即多路可变定子线圈的路数为2时，启动变路电机10，令转向盘9逆时针转动θ角，在拨动窗9A的限制拨动下，各相第一路可变定子线圈的换向板4准确拨停在各相输入板3上，各相第二路换向板4由空档位置准确换接到各相第二路可变定子线圈的尾端上，于是可变定子线圈1就由M＝1的串联电路，换接为各相可变定子线圈的每一路都同时并接在星形中心板5上的多路共板并联电路。

Claims (5)

1.一种外转子变功率电动机，其特征在于：外转子变功率电动机具有一组可改变串并联结构的可变定子线圈(1)，线圈的线缆(8)从电机轴(6)内孔中引出；各相线圈组通过电动变路器(T)的控制，可快速构成结构不同的单路可变定子线圈或多路可变定子线圈(1)，从而改变电动机的额定电流和额定功率；其中电动变路器(T)安装在外转子变功率电动机的附近，变路电机(10)的变路电机开关(11)通过连线安装在操纵台上。

2.如权利要求1所述的外转子变功率电动机，其特征在于：电动变路器(T)由一个转向盘(9)、一组换向板(4)和一个变路电机(10)构成，在转向盘(9)的侧面开设有拨动窗(9A)，换向板(4)从拨动窗(9A)内伸出，当变路电机(10)推动转向盘(9)转动时，换向板(4)被拨动窗(9A)限制转向到准确的位置；其中换向板(4)由弹性铜板或加装电刷构成，固定在线圈输入端或星形中心板(5)上。

3.如权利要求1所述的外转子变功率电动机，其特征在于：多路可变定子线圈(1)各相线圈组中的每一路线圈的尾端都并接在星形中心板(5)上，而每一路线圈的输入端都并接在输入板(3)上，由此各相电机输入板(3)上输入电流的能力就增大到多路可变定子线圈的路数M倍。

4.如权利要求1所述的外转子变功率电动机，其特征在于：外转子变功率电动机具有两种不同的运行状态，各相线圈组在接成M＝1的单路可变定子线圈(1)时，称为基本的标准运行状态，此时额定电压为U₀，额定电流为I₀，额定功率为P₀；当各相线圈组在接成M＝2、3…路的多路可变定子线圈时，称为变功率运行状态，此时输入板(3)上的额定电压为U₀不变，而输入的额定电流增大到MI₀，因此额定功率就增大到可变定子线圈的路数M倍。

5.如权利要求1或3或4所述的外转子变功率电动机，其特征在于：多路可变定子线圈(1)的最佳可变路数是1路或2路或3路或4路。