CN217721052U - 一种新型自动切换双电压电机 - Google Patents

Abstract

一种新型自动切换双电压电机，包括电机本体、稳压模块、电源开关，还具有电压检测电路、报警电路和控制电路；所述报警电路配套有热敏电阻，热敏电阻安装在电机本体壳体外侧端；稳压模块、电压检测短路、报警电路和控制电路安装在元件盒内并电性连接。本新型当电压低于设定值时，控制电路接通励磁绕组首端及电枢绕组末端之间，这样，电机本体绕组长度变长，电机本体就会满足低电压工作模式下的水泵抽水功率需要；当电压高于设定值时，控制电路接通励磁绕组中部及电枢绕组中部之间，这样，电机本体绕组长度变短，电机本体就会满足高电压工作模式下水泵抽水功率需要；在电机本体负荷过大超温时能断开电源防止电机烧毁。本新型具有好的应用前景。

Description

一种新型自动切换双电压电机

技术领域

本实用新型涉及电机设备技术领域，特别是一种新型自动切换双电压电机。

背景技术

直流串激电机由于转矩大、交直流两用，在很多领域都有应用，比如说电钻以及直流水泵应用的电机都会应用到串激电机。随着电动自行车的普及，现有技术书中出现了很多基于电动自行车蓄电池供电的潜水泵或自吸水泵，给农业灌溉等带来了极大便利。

现有基于电动自行车蓄电池供电的水泵串激电机由于结构所限，其只能对应一种电压的蓄电池，比如我国专利号“201620720343.X”，专利名称“一种无刷直流水泵”的专利，其虽然能采用直流电源(包括蓄电池)工作，但是没有记载能对应不同电压的直流电源工作，这样，当该类水泵用于电动自行车供电时，如果使用者更换具有不同电压蓄电池的电动自行车后(现有的电动自行车蓄电池电压48V及72V是主流)，由于水泵的电压不对应，将导致原有的水泵无法正常工作，会给使用者带来一定不便，且重新更换对应蓄电池电压的水泵将会给使用者造成不必要的费用支出。综上所述，提供一种直流水泵用、能适应不同蓄电池电压工作的电机显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有应用于电动自行车的水泵，其电机由于结构所限，只能对应一种电压蓄电池工作，存在如背景所述弊端，本实用新型提供了基于电动自行车用水泵的串激电机本体，应用中在相关机构及电路共同作用下，能自动检测输入蓄电池的电压大小，进而针对性接通不同长度的励磁绕组和电枢绕组，能自动切换电机本体工作在两种蓄电池电压模式下，适用范围更广，给使用者带来了便利，并减少了相应支出，且在电机本体M负荷过大超温时能断开电源，防止了电机烧毁的一种新型自动切换双电压电机。

本实用新型其技术问题所采用的技术方案是：

一种新型自动切换双电压电机，包括电机本体、稳压模块、电源开关，其特征在于还具有电压检测电路、报警电路和控制电路；所述报警电路配套有热敏电阻，热敏电阻安装在电机本体的壳体外侧端；所述稳压模块、电压检测短路、报警电路和控制电路安装在元件盒内；所述电压检测电路、报警电路、控制电路的电源输入端和稳压模块的电源输出端电性连接；所述电压检测电路的信号输出端和控制电路的第一信号输入端电性连接，报警电路的信号输出端和控制电路的第二信号输入端电性连接；所述控制电路的其中两路电源出端和电机本体的励磁绕组首端及电枢绕组的末端分别电性连接，控制电路的另外两路电源出端和电机本体的励磁绕组线圈抽头及电枢绕组的线圈抽头分别电性连接。

进一步地，所述稳压模块是直流转直流电源模块。

进一步地，所述电压检测电路包括电性连接的运放、电阻、可调电阻和二极管，运放的同相输入端和第一只电阻一端、第一只可调电阻一端连接，运放的反相输入端和第二只电阻一端、第二只可调电阻一端连接，运放的正极电源输入端和第二只可调电阻另一端连接，两只电阻另一端和NPN三极管发射极连接，运放的输出端和二极管正极连接。

进一步地，所述控制电路包括电性连接的继电器、NPN三极管，NPN三极管集电极和第一只继电器负极电源输入端连接，第一只继电器常开触点端和第二只继电器、第三只继电器、第四只继电器、第五只继电器正极电源输入端连接，NPN三极管发射极和第二只继电器负极电源输入端、第三只继电器负极电源输入端及控制电源输入端、第四只继电器负极电源输入端、第五只继电器负极电源输入端及控制电源输入端连接，第一只继电器正极及控制电源输入端连接，第二只继电器控制电源输入端和第四只继电器控制电源输入端连接。

进一步地，所述报警电路包括电性连接的电阻、可调电阻、发光二极管、继电器、NPN三极管，并和热敏电阻电性连接，热敏电阻一端和可调电阻一端、第一只电阻一端连接，第一只电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端、发光二极管负极连接，发光二极管正极和第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和热敏电阻另一端、继电器正极电源输入端连接，NPN三极管发射极和可调电阻另一端连接。

本实用新型有益效果是：本实用新型基于电动自行车用水泵的串激电机本体，应用中，电压检测电路能实时监测电动自行车蓄电池的电压数据，当电压低于设定值时，控制电路接通励磁绕组的首端及电枢绕组的末端之间，这样，电机本体的绕组长度变长，电机本体就会满足低电压工作模式下的水泵抽水功率需要；当电压高于设定值时，控制电路接通励磁绕组的中部及电枢绕组的中部之间，这样，电机本体的绕组长度变短，电机本体就会满足高电压工作模式下的水泵抽水功率需要；在电机本体M负荷过大超温时能断开电源防止电机烧毁。本新型通过不同的电压模式切换，能自动切换电机本体工作在两种蓄电池电压模式下，适用范围更广，给使用者带来了便利，并减少了相应支出。基于上述，所以本实用新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型整体结构结构示意图。

图2是本实用新型电路图。

具体实施方式

图1、2中所示，一种新型自动切换双电压电机，包括电动自行车用水泵的串激式电机本体M(额定工作电压直流48V、功率300W)、稳压模块A1、电源开关S1，还具有电压检测电路1、报警电路2和控制电路3；所述报警电路配套有一只热敏电阻RT，热敏电阻RT经螺杆螺母及固定夹安装在电机本体M的壳体外侧端且其感温面紧贴电机本体M的壳体外侧端；所述稳压模块A1、电压检测短路1、报警电路2和控制电路3、电源开关S1密封安装在元件盒4内电路板上，元件盒4经螺杆螺母安装在电机本体M的外壳上(如果水泵是潜水泵，那么元件盒和电机本体M分离位于岸上)。

图1、2所示，稳压模块A1是直流转直流电源模块，输入电压直流12V-72V之间、输出电压直流12V；电源开关S1是点动式电源开关(操作手柄位于元件盒前端第一个开孔外)。电压检测电路包括经电路板布线连接的运放A2、电阻R1及R2、可调电阻RP1及RP2和二极管VD，运放A2的同相输入端3脚和第一只电阻R1一端、第一只可调电阻RP1一端连接，运放A2的反相输入端2脚和第二只电阻R2一端、第二只可调电阻RP2一端连接，运放A2的正极电源输入端7脚和第二只可调电阻RP2另一端连接，两只电阻R1及R2另一端连接，运放A2的输出端6脚和二极管VD正极连接。控制电路包括经电路板布线连接的继电器K1、K2、K3、K4、K5，NPN三极管Q1，NPN三极管Q1集电极和第一只继电器K1负极电源输入端连接，第一只继电器K1常开触点端和第二只继电器K2、第三只继电器K2、第四只继电器K4、第五只继电器K5正极电源输入端连接，NPN三极管Q1发射极和第二只继电器K2负极电源输入端、第三只继电器K3负极电源输入端及控制电源输入端、第四只继电器K4负极电源输入端、第五只继电器K5负极电源输入端及控制电源输入端连接，第一只继电器K1正极及控制电源输入端连接，第二只继电器K2控制电源输入端和第四只继电器K4控制电源输入端连接。报警电路包括经电路板布线连接的电阻R3及R4、可调电阻RP3、发光二极管VL(发光面位于元件盒前端第二个开孔外)、继电器K6、NPN三极管Q2，并和热敏电阻RT经导线连接，热敏电阻RT一端和可调电阻RP3一端、第一只电阻R3一端连接，第一只电阻R3另一端和NPN三极管Q2基极连接，NPN三极管Q2集电极和继电器K6负极电源输入端、发光二极管VL负极连接，发光二极管VL正极和第二只电阻R4一端连接，第二只电阻R4另一端和热敏电阻RT另一端、继电器K6正极电源输入端连接，NPN三极管Q2发射极和可调电阻RP3另一端连接，第二只电阻R4另一端和继电器K6正极电源输入端连接。

图1、2所示，电源开关S1的电源输入端和电机本体M的电源输入一端(也就是电动自行车的蓄电池G1正极，水泵的电机本体通过电源插头插入电动自行车的充电插座得电)经导线连接，电源开关S1的电源输出端、电机本体的电源输入另一端(蓄电池G1的负极)和稳压模块A1的电源输入端1及2脚、报警电路的继电器K6控制电源输入端及NPN三极管Q2发射极、电压检测电路的可调电阻RP1另一端及电阻R1另一端分别经导线连接。电压检测电路的运放A2的7及4脚、报警电路的热敏电阻RT另一端及NPN三极管Q2发射极、控制电路的继电器K1正极电源输入端及NPN三极管Q1发射极和稳压模块A1的电源输出端3及4脚分别经导线连接。电压检测电路的二极管VD负极和控制电路的NPN三极管Q1基极经导线连接。报警电路的继电器K6的常闭触点端和控制电路的继电器K2、K4控制电源输入端经导线连接。控制电路的继电器K2及K3的常闭触点端和电机本体M的励磁绕组LC首端及电枢绕组DS的末端分别经导线连接，继电器K4及K5的常开触点端和电机本体的励磁绕组LC中部(三分之二处)及电枢绕组DC的中部(三分之二处)分别经导线连接。控制电路的继电器K2负极电源输入端、继电器K3的负极电源输入端及控制电源输入端、继电器K4的负极电源输入端、继电器K5的负极电源输入端及控制电源输入端和蓄电池G1负极经导线连接。

图1、2所示，本实施例主要用于48V、72V电动自行车切换使用，本新型使用时，将电动自行车用水泵的电源输入插头插入蓄电池G1的插座后，电机本体M得电工作，打开电源开关S1后(操作手柄位于元件盒前端第一个开孔外)，电压检测电路的可调电阻RP1另一端及电阻R1另一端、报警电路的继电器K6控制电源输入端及NP三极管Q2发射极得电。蓄电池G1输出的电源进入电源模块A1后，电源模块A1的3及4脚输出稳定的直流12V电源可进入电压检测电路、控制电路、报警电路的电源输入端，于是，上述电路得电工作。实际工作时，运放A2得电后其反相输入端2脚电压由可调电阻RP2及电阻R2分压而得、设定为略高于6V，运放A2的同相输入端3脚电压由可调电阻RP1及电阻R1分压而得；实际情况下，当电动自行车蓄电池电压低于一定时(比如低于60V，48V蓄电池电压空载也不会超过60V)，该电压经可调电阻RP1、电阻R1分压后进入运放A2的3脚电压低于反相输入端2脚电压，那么运放A2的输出端6脚输出低电平，继电器K1不会得电吸合，继电器K2、K3、K4、K5也均不会得电吸合(继电器K4、K5控制电源输入端和常开触点端开路)，这样，蓄电池G1输出的直流电源正极经继电器K6控制电源输入端和常闭触点端、通过继电器K2控制电源输入端及常闭触点端进入电机本体M的励磁绕组LC的首端，蓄电池G1负极电源经继电器K3控制电源输入端及常闭触点端进入电机本体M的电枢绕组DS的末端，电机本体M的励磁绕组和电枢绕组之间的有效长度处于最长状态，相对低的电压(48V)模式下，由于两组绕组长度足够长能产生相对大的运转磁场，因此能在相对低电压模式下处于较高转速和输出较高功率，满足水泵工作对动力的需要。当电动自行车蓄电池G1电压高于一定时(比如高60V、电压实际是72V，本实施例适用于现有主流48V、72V电动自行车互换使用)，该电压经可调电阻RP1、电阻R1分压后进入运放A2的3脚电压高于反相输入端2脚电压，那么运放A2的输出端6脚会输出高电平，该高电平经二极管VD单向导通进入NPN三极管Q1基极，NPN三极管Q1导通集电极输出低电平进入继电器K1负极电源输入端，继电器K1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，进而继电器K2、K3得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路，继电器K4、K5得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，这样，蓄电池G1输出的直流电源正极经继电器K6控制电源输入端和常闭触点端、通过继电器K4控制电源输入端及常开触点端进入电机本体M的励磁绕组LC的中部(三分之二处)，蓄电池G1负极电源经继电器K5控制电源输入端及常开触点端进入电机本体M的电枢绕组DS的中部(三分之二处)，电机本体M的励磁绕组和电枢绕组之间的有效长度处于相对短的状态，相对高的电压(72V)模式下，由于两组绕组之间长度相对短能产生相对小的运转磁场，因此能在相对高电压模式下处于较合适转速和输出相应功率，满足水泵工作对动力需要前提下，还不会因为输入电压过高造成电机本体M的转速过高等。

图1、2所示，实际工作中，当电机本体M的壳体温度低于一定时(比如低于65℃)，此刻热敏电阻RT受热面受热相对低、电阻值相对大其分压相对大，那么12V电源正极经热敏电阻RT及可调电阻RP3分压后进入NPN三极管Q2基极电压低于0.7V，NPN三极管Q2截止、继电器K6不会得电吸合，48V或72V电源正极继续经继电器K6控制电源输入端及常闭触点端进入继电器K2及K4控制电源输入端，电机本体M继续得电工作。当电机本体M的壳体温度高于一定时(比如高于65℃)，此刻热敏电阻RT受热面受热相对大、电阻值相对低其分压相对低，那么12V电源正极经热敏电阻RT及可调电阻RP3分压后进入NPN三极管Q2基极电压高于0.7V(电阻R3降压限流)，NPN三极管Q2导通集电极输出低电平进入继电器K6负极电源输入端(同时进入发光二极管VL负极电源输入端，发光二极管VL得电发光、提示使用者电机本体温度过高处于失电状态、及时查明温度过高的原因，电阻R4主要起到降压限流作用)、继电器K6会得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路，这样48V或72V电源正极不再经继电器K6控制电源输入端及常闭触点端进入继电器K2及K4控制电源输入端，电机本体M不再继续得电工作。通过上述所有机构及电路共同作用，本新型基于电动自行车用水泵的串激电机本体，通过不同的电压模式切换，能实现能自动切换电机本体工作在两种蓄电池电压模式下，适用范围更广，给使用者带来了便利，并减少了相应费用支出。图2中，电阻R1、R2、R3、R4阻值分别10K、10K、470K、1.8K；NPN三极管Q1、Q2型号是9013；继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6是DC12V继电器；二极管VD型号是1N4007；可调电阻RP1、RP2、RP3型号是1M(本实施例分别调节到100K、10K、82K)；热敏电阻RT是型号NTC-33D-11的负温度系数热敏电阻成品；稳压模块A2是型号EVEPS/72V-12V降压稳压模块；运放A2是型号UA741的运放集成电路成品；发光二极管VL是红色发光二极管。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种新型自动切换双电压电机，包括电机本体、稳压模块、电源开关，其特征在于还具有电压检测电路、报警电路和控制电路；所述报警电路配套有热敏电阻，热敏电阻安装在电机本体的壳体外侧端；所述稳压模块、电压检测短路、报警电路和控制电路安装在元件盒内；所述电压检测电路、报警电路、控制电路的电源输入端和稳压模块的电源输出端电性连接；所述电压检测电路的信号输出端和控制电路的第一信号输入端电性连接，报警电路的信号输出端和控制电路的第二信号输入端电性连接；所述控制电路的其中两路电源出端和电机本体的励磁绕组首端及电枢绕组的末端分别电性连接，控制电路的另外两路电源出端和电机本体的励磁绕组线圈抽头及电枢绕组的线圈抽头分别电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型自动切换双电压电机，其特征在于，稳压模块是直流转直流电源模块。

3.根据权利要求1所述的一种新型自动切换双电压电机，其特征在于，电压检测电路包括电性连接的运放、电阻、可调电阻和二极管，运放的同相输入端和第一只电阻一端、第一只可调电阻一端连接，运放的反相输入端和第二只电阻一端、第二只可调电阻一端连接，运放的正极电源输入端和第二只可调电阻另一端连接，两只电阻另一端和NPN三极管发射极连接，运放的输出端和二极管正极连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型自动切换双电压电机，其特征在于，控制电路包括电性连接的继电器、NPN三极管，NPN三极管集电极和第一只继电器负极电源输入端连接，第一只继电器常开触点端和第二只继电器、第三只继电器、第四只继电器、第五只继电器正极电源输入端连接，NPN三极管发射极和第二只继电器负极电源输入端、第三只继电器负极电源输入端及控制电源输入端、第四只继电器负极电源输入端、第五只继电器负极电源输入端及控制电源输入端连接，第一只继电器正极及控制电源输入端连接，第二只继电器控制电源输入端和第四只继电器控制电源输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种新型自动切换双电压电机，其特征在于，报警电路包括电性连接的电阻、可调电阻、发光二极管、继电器、NPN三极管，并和热敏电阻电性连接，热敏电阻一端和可调电阻一端、第一只电阻一端连接，第一只电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端、发光二极管负极连接，发光二极管正极和第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和热敏电阻另一端、继电器正极电源输入端连接，NPN三极管发射极和可调电阻另一端连接。

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