CN86201099U - 电磁式自动无级变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种电磁式无级变速器，用于以内燃机为动力的传动系统，本实用新型的特点是将发电机与电动机组合为一个整体，主要由主动轮、从动轮和补偿轮组成。其中主动轮是发电机的转子，补偿轮是电动机的定子，从动轮既是发电机的定子，又是电动机的转子并与变速器的输出轴相联。当原动机带动主动轮旋转时，从动轮的转速和输出的扭矩除受控于主动轮的转速外，还可随负载的变化而自动进行调节，从而使机器处于最佳运动状态。

Description

本发明涉及一种无级变速器，特别是一种电磁式自动无级变速器，适用于用内燃机作动力的传动系统。

目前在以内燃机为动力的传动系统中，采用电传动来实现无级变速的方式是这样的：用内燃机驱动直流发电机。然后再拖动直流电动机，从而达到无级变速的目的。但在这种传动方式中，发电机与电动机是分开的两个独立部分，占用的空间大、结构较复杂，另外还要有专门的调速控制装置。因此，对于要求结构紧凑的场合，特别是对于交通运输车辆，其应用便受到限制。

本发明的目的就是提供一种结构简单、紧凑，以内燃机作为动力的电磁式自动无级变速器。

本发明的具体解决方案是将发电机与电动机合并为一个有机的整体，主要由主动轮、从动轮和补偿轮组成。其中主动轮是发电机的转子与原动的输出轴相联；补偿轮是电动机的定子与变速器的机体相联；从动轮既是发电机的定子，又是电动机的转子与变速器的输出轴相联。从动轮置于主动轮和补偿轮之间。主动轮上设有磁极，该磁极可以是永磁式的，也可以是电磁式的；从动轮和补偿轮上分别设有绕组。从动轮绕组和补偿轮绕组通过电刷、滑环或换向器构成一个回路。

在一般的发电机中，如果将定子绕组的两端短接，并将定子与负载轴相联，此时，当发电机的电枢旋转时，定子将随电枢同向旋转。同理，在本发明所述的电磁式自动无级变速器中，当原动机带动主动轮旋转时，由于主动轮和从动轮之间电磁力矩的作用，从动轮将随主动轮同向旋转，并存在一转差。由于转差的存在，在从动轮绕组上便产生一感应电流，该感应电流通过电刷、滑环或换向器输往补偿轮绕组，于是从动轮与补偿轮之间因电磁感应也将产生一电磁力矩，这个电磁力矩对从动轮起着补偿增扭的作用。当原动机转速不变时，即主动轮转速不变时，如果负载增加，从动轮转速下降，转差加大，则从动轮绕组上的感应电流增大，补偿轮对从动轮的增扭作用也随之加大；负载减少，从动轮转速上升，转差减小，补偿轮对从动轮的增扭作用亦随之减小。所以当原动机转速不变时，本发明所述的变速器可随外界负载的变化自动进行调速和增扭，达到恒功率输出。当负载不变时，控制原动机的转速，即控制该变速器主动轮的转速，则从动轮的转速将随主动轮转速的变化而变化。因此，本发明所述的变速器具有人为控制和随机自动调节输出转速、转矩的双重作用，使机器处在最佳的运动状态。

下面结合附图对本发明的内容加以说明。

图1是本发明的一种结构简图

如图1所示，主动轮（1）与内燃机的输出轴相联，从动轮（3）与变速器的输出轴（8）相联，补偿轮（6）与变速器的机体相联，从动轮置于主动轮与补偿轮之间。主动轮、从动轮和补偿轮均为园盘形状。在主动轮（1）的端面上设有磁极（2）、从动轮（3）上设有绕组（5），补偿轮（6）上设有绕组（7），滑环或换向器（9）置于从动轮的端面上，电刷（10）置于补偿轮的端面上。另外在从动轮绕组（5）和补偿轮（7）之间还接有一个转换开关（11）。绕组（5）通过电刷（10），滑环或换向器（9）转换开关（11）与绕组（7）构成一个回路。除此而外，在从动轮（3）上沿径向开有一气隙槽（4）将从动轮分为两部分，该气隙槽可认为是发电机与电动机的分介线，使从动轮上的磁力线得到合理分布。当内燃机带动主动轮（1）旋转时，磁极（2）也随同一起旋转，由于电磁感应，在主动轮（1）和从动轮（3）之间将产生一个电磁力矩，使从动轮（3）随主动轮（1）同向旋转。由于存在转差，从动轮绕组（5）上有感应电流产生并输往补偿轮绕组（7），因此从动轮和补偿轮之间因电磁感应也作用着一个电磁力矩，这个电磁力矩对从动轮（3）起着补偿增扭的作用，其大小将随转差的变化而变化。当内燃机的转速不变时，即主动轮（1）的转速不变时，负载增加，从动轮（3）转速下降，转差增大，流经绕组（5）、（7）的感应电流增大从动轮（3）与补偿轮（6）之间的电磁力矩亦随之增大，同理，负载减小，从动轮与补偿轮之间的电磁力矩随之减小。上述变速、增扭们过程是随机自动进行的。当外界负载不变时，从动轮（3）的转速受控于主动轮（1）的转速，即控制内燃机的转速，即可控制输出轴（8）的转速，所以该变速器是通过人为控制和随机自动调节两个环节来实现无级变速的。

另外，通过转换开关（11）可以使从动轮绕组（5）和补偿轮绕组（7）具有多种接法当绕组（7）相对绕组（5）正接时，补偿轮对从动轮所作用的电磁力矩与主动轮对从动轮所作用的电磁力矩方向相同，补偿轮对从动轮起着补偿增扭作用；当绕组（7）反接时，补偿轮（6）对从动轮（3）所作用的电磁力矩与主动轮（1）对从动轮（3）所作用的电磁力矩方向相反，补偿轮（6）对从动轮（3）起制动作用或使从动轮（3）反转；当绕组（7）与绕组（5）断开时，从动轮与主动轮之间无电磁力矩作用，主动轮（1）空转，输出轴（8）无力矩输出；当从动轮绕组（5）与蓄能器（12）相接时，可将电能储存在蓄能器（12）里，以供他用。

图2是本发明另一实施例的结构简图，其中从动轮（3）和补偿轮（6）为筒形结构，从动轮（3）置于主动轮（1）和补偿轮（6）之间。

本发明并不仅限于上述实施例这种形式，依据本发明的结构和电机工程技术，可制成多种类型的电磁式自动无级变速器。

本发明结构紧凑，变速范围大，冲击小。

Claims (3)

1、电磁式自动无级变速器，其特征在于该变速器是发电机与电动机的组合体，主要由主动轮(1)、从动轮(3)和补偿轮(6)组成，其中主动轮(1)是发电机的转子与原动机的输出轴相联，补偿轮(6)是电动机的定子与变速器的机体相联，从动轮(3)既是发电机的定子，又是电动机的转子与变速器的输出轴(8)相联，从动轮置于主动轮与补偿轮之间，主动轮上设有磁极(2)，从动轮和补偿轮上分别设有绕组(5)和绕组(7)，并通过电刷、滑环或换向器构成一个回路。

2、如权利要求1所述的变速器，其特征在于在从动轮（3）上有一径向气隙槽（4）。

3、如权利要求1所述的变速器，其特征在于在从动轮绕组（5）与补偿轮绕组（7）之间接有一个转换开关（11），通过转换开关（11）可实现补偿轮绕组（7）与从动轮绕组（5）之间的正接，反接和断开。

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