專利名稱：一種電動(dòng)車用帶有開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極的自動(dòng)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)車領(lǐng)域開關(guān)磁阻電機(jī)的自動(dòng)變速，特別是涉及一種電動(dòng)車用帶有開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極的自動(dòng)變速器。
背景技術(shù)：
開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(Switched Reluctance Driver,以下簡稱SRD)是以現(xiàn)代電力電子與微機(jī)控制技術(shù)為基礎(chǔ)的機(jī)電一體化產(chǎn)品；它由開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SRM)與微機(jī)智能控制器兩部分組成，在寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)效率都比較高，而且可以方便地實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，控制靈活，節(jié)能效果好，無起動(dòng)沖擊電流有效保護(hù)蓄電池，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，此外，還具有結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固可靠，轉(zhuǎn)子無磁體，允許較高溫升，適應(yīng)惡劣環(huán)境，成本低等優(yōu)點(diǎn)。SRM電機(jī)的特征和操作在本領(lǐng)域是公知的，SRM電機(jī)結(jié)構(gòu)具有雙凸極，現(xiàn)有技術(shù)SRM電機(jī)的轉(zhuǎn)子如圖I所示都是由芯部和極組成，例如在開關(guān)磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)及應(yīng)用中描述，我們也可以在其他論文中獲得不同相數(shù)SRM轉(zhuǎn)子極與角度位置傳感的關(guān)系。隨著國際性能源緊缺和全球氣侯升高，人類正在積極追尋更佳的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，特別是電動(dòng)動(dòng)力，它不但單位里程使用費(fèi)低，而且符合低碳減排要求。當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的認(rèn)識(shí)到，一種在路面運(yùn)行的電動(dòng)動(dòng)力，它的能量受蓄電池容量限定，車輛運(yùn)行速度與輸出轉(zhuǎn)矩是成反比例的，設(shè)計(jì)者在得不到解決方案的同時(shí)只有采用了滿足其一要求而放棄另一補(bǔ)償，例如該動(dòng)力前提是滿足速度，它的啟動(dòng)電流相對(duì)很高，而且在負(fù)載爬坡狀態(tài)下出現(xiàn)效率下降甚至發(fā)熱停機(jī)，造成蓄電池大電流放電，嚴(yán)重傷害其使用壽命。當(dāng)高能量密度和系統(tǒng)效率為關(guān)鍵指標(biāo)時(shí)，SRM電機(jī)是首選對(duì)象，通常設(shè)計(jì)者都很希望能夠使較小單位體積和較少零件配置獲得相同的效果，一種行星齒輪自動(dòng)變速器目前廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車領(lǐng)域，通過該技術(shù)結(jié)合電動(dòng)車特征，技術(shù)人員未曾嘗試過把變速器罩殼與轉(zhuǎn)子極二者合二為一，將變速器作為SRM轉(zhuǎn)子的芯部，在變速器罩殼外徑周壁増加所謂SRM轉(zhuǎn)子極。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明發(fā)明人認(rèn)識(shí)到一種電動(dòng)車用帶有開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極的自動(dòng)變速器，將自動(dòng)變速系統(tǒng)與開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極合成一體；產(chǎn)生效果是絕對(duì)的較小單位體積、較少質(zhì)量，能夠提高系統(tǒng)效率，且降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明由所附獨(dú)立權(quán)利要求限定，在從屬權(quán)利的要求中描述本發(fā)明的優(yōu)選特征。本發(fā)明一種電動(dòng)車用帶有開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極的自動(dòng)變速器，有定位板、罩殼、轉(zhuǎn)子極、行星齒輪、太陽輪、太陽輪固定板、主動(dòng)盤、主動(dòng)盤花鍵、拉簧、離心塊組成，其特征在于罩殼外部有開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極，主動(dòng)盤中心有軸承定位，定位板與罩殼底部固聯(lián)，工作狀態(tài)下，主軸始終是固定的。本發(fā)明一種電動(dòng)車用帶有開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極的自動(dòng)變速器，可制作成輪轂式開關(guān)磁阻變速電機(jī)、側(cè)掛式開關(guān)磁阻變速電機(jī)、差速開關(guān)磁阻變速電機(jī)和獨(dú)立的變速電機(jī)與其他變速箱對(duì)接，可應(yīng)用于電動(dòng)汽車、電動(dòng)三輪車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)自行車。本發(fā)明通過實(shí)施例解釋其附屬特征和構(gòu)造
在一種形式中，所述的罩殼與轉(zhuǎn)子極可用粉未冶金制成一體，另一種形式罩殼與轉(zhuǎn)子極通過焊接制成一體，罩殼上部有齒圈，罩殼徑向周壁上有與定子相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子極，例如，定子是八極，轉(zhuǎn)子為六極，定子的極弧為21度，轉(zhuǎn)子極弧為23度，定子的疊片高度與轉(zhuǎn)子極高是相等，而且安裝是平衡的水平位置。所述的主動(dòng)盤，其特征在于主動(dòng)盤上部中心固聯(lián)主動(dòng)盤花鍵，下部中心安裝軸承與主軸配合，主動(dòng)盤上有行星齒輪軸孔安裝行星齒輪和離心塊限位柱安裝離心塊，行星齒輪軸孔安裝行星齒輪有行星輪軸連接，上面裝有墊圈；行星齒輪的安裝數(shù)量根據(jù)所需動(dòng)力匹配，電動(dòng)二輪車由于負(fù)載較輕，可適用三只行星齒輪傳動(dòng)，電動(dòng)三輪車、電動(dòng)汽車可適用 三只以上六只以下行星齒輪，主動(dòng)盤上的行星齒輪軸孔應(yīng)與行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的行星齒輪所在位置對(duì)中。所述的離心塊，離心塊位于主動(dòng)盤下方外部有三個(gè)成120度均勻擺布，離心塊的其中一端有離心塊限位柱定位，端口由卡簧限位，離心塊的另一端始終是活動(dòng)的，拉簧連接二個(gè)離心塊相鄰小孔，離心塊與罩殼內(nèi)徑構(gòu)成離合，離心塊的結(jié)合轉(zhuǎn)速由拉簧的直徑與圈數(shù)調(diào)整，離心塊的質(zhì)量與離心塊和罩殼的摩擦轉(zhuǎn)矩直接相關(guān)，良好的匹配有助于提高SRM的系統(tǒng)效率，引用公知的摩托車離合器技術(shù)，離心塊徑向外半徑R與罩殼內(nèi)徑的R相等或者稍少于罩殼內(nèi)徑的R，在匹配特定電機(jī)中，其特徑在于電機(jī)額定功率小于一千瓦和應(yīng)用于電動(dòng)摩托車、電動(dòng)自行車的，離心塊厚度為小于等于12_，離心塊的重量為100克以下；電機(jī)額定功率大于一千瓦的應(yīng)用于電動(dòng)三輪車、電動(dòng)汽車上的，控制器的配置大于額定電壓48V限流50A以上的，離心塊厚度大于14mm，離心塊重量大于100克。盡管前述方案不是絕對(duì)的，在變速本質(zhì)上沒有多大變化，但本領(lǐng)損域技術(shù)人員應(yīng)清楚的認(rèn)識(shí)到，作為傳動(dòng)的轉(zhuǎn)子重量根據(jù)負(fù)載情況與電機(jī)額定功率明顯作出變化，其結(jié)果可改變空載電流和運(yùn)行電流。所述的定位板,定位板作用于變速器罩殼與定子的徑向同心定位，其特征在于定位板徑向周壁與罩殼內(nèi)徑密切配合，定位板螺紋孔與罩殼用螺絲固聯(lián)，定位板中心安裝軸承與主軸配合，軸承可上下任意安裝，或者安裝二個(gè)軸承，定位板與罩殼同歩轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的太陽輪固定板，太陽輪固定板的二側(cè)穿孔固定在變速箱或者電機(jī)殼體上，應(yīng)用中可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理的匹配安裝，由于SRM電機(jī)轉(zhuǎn)子無磁阻，太陽輪固定板可以勿略單向驅(qū)動(dòng)；雙向驅(qū)動(dòng)太陽輪固定板或者是雙向驅(qū)動(dòng)盤都可以應(yīng)用于本專利技術(shù)的太陽輪固定。所述的主軸始終是固定的，尤其在工作狀態(tài)下，主軸對(duì)主動(dòng)盤、定位板的中心進(jìn)行定位，主軸的設(shè)置是罩殼的中心，主軸穿過定位板、主動(dòng)盤、主動(dòng)盤花鍵，主軸固定在電機(jī)的箱體或者是端蓋上，在特定的條件下，主軸的一端可以固定在作為主動(dòng)齒輪部件的連接套上(盡管這個(gè)是不貼切的詞，但可以進(jìn)一步解釋這個(gè)零件的一端必須是和變速器中的主動(dòng)盤花鍵連接)，這種技術(shù)一般應(yīng)用于獨(dú)立的自動(dòng)變速電機(jī)與其他的變速箱對(duì)接中。進(jìn)一步說明罩殼的內(nèi)齒圈和行星齒輪、太陽輪構(gòu)成行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，罩殼為主動(dòng)、太陽輪固定，行星齒輪從動(dòng)，罩殼下部固聯(lián)定位板，行星齒輪通過行星齒輪軸連接主動(dòng)盤，主動(dòng)盤上部中心固聯(lián)主動(dòng)盤花鍵，主動(dòng)盤下部中心安裝軸承，主動(dòng)盤下部外圍安裝離心塊與罩殼配合構(gòu)成離合器，離心塊由拉簧調(diào)質(zhì)設(shè)定結(jié)合轉(zhuǎn)速，太陽輪固定板的花鍵與太陽輪內(nèi)花鍵套配合，因開關(guān)磁阻電機(jī)特性轉(zhuǎn)子無永磁體，太陽輪固定板可忽略單向驅(qū)動(dòng)，在這里引入201120040062. 7,201020523498. 7專利技術(shù)，主動(dòng)齒輪內(nèi)花鍵套與主動(dòng)盤花鍵配合，主動(dòng)齒輪在連接所傳動(dòng)的變速系統(tǒng)中可作為太陽輪主動(dòng)與行星輪變速箱匹配或者通過過橋齒輪與減速箱匹配。再進(jìn)一步說明有公 知的控制器與SRM電機(jī)匹配，本專利技術(shù)作為電機(jī)的轉(zhuǎn)子安裝在電機(jī)定子內(nèi)徑，轉(zhuǎn)子極與罩殼連體(轉(zhuǎn)子的極在與定子的極未對(duì)齊的位置具有很低的磁阻)，因此由罩殼直接驅(qū)動(dòng)，電機(jī)工作中，在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和串勵(lì)特性區(qū)時(shí)，電機(jī)處于低速運(yùn)行，此時(shí)主動(dòng)盤下面的離心塊在拉簧作用下，保持原狀，與罩殼成分離狀態(tài)，罩殼的傳動(dòng)路徑為齒圈帶動(dòng)行星齒輪進(jìn)行減速，然后帶動(dòng)主動(dòng)盤，由主動(dòng)盤花鍵帶動(dòng)主動(dòng)齒輪系低速運(yùn)行；當(dāng)電機(jī)在恒功率區(qū)時(shí)，系高速運(yùn)行，在離心力的作用下，離心塊撐開與罩殼抱死，傳動(dòng)路徑為罩殼直接帶動(dòng)主動(dòng)盤同步運(yùn)行,稱之為高速擋。


圖I是公知技術(shù)的開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子；
圖2 —種電動(dòng)車用帶有開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極的自動(dòng)變速器示意 圖3罩殼行星齒輪結(jié)構(gòu)平面示意 圖4是定位板示意 圖5是離心塊與拉簧、罩殼的平面結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施例方式 本發(fā)明公開了一種電動(dòng)車用帶有開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極的自動(dòng)變速器，如圖2、圖3、圖5所示，有定位板9、罩殼I、轉(zhuǎn)子極11、行星齒輪5、太陽輪6、太陽輪固定板3、主動(dòng)盤2、主動(dòng)盤花鍵21、拉簧8、離心塊7組成，如圖2、圖3所示，其特征在于罩殼I外部有開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極11，如圖2所示，主動(dòng)盤2中心有軸承22定位，定位板9與罩殼I底部固聯(lián)，工作狀態(tài)下，主軸10始終是固定的。在一種形式中，如圖2、圖3所示，所述的罩殼I與轉(zhuǎn)子極11可用粉未冶金制成一體，另一種形式罩殼I與轉(zhuǎn)子極11通過焊接制成一體，如圖3所示，罩殼I上部有齒圈12，如圖2、圖3所示，罩殼I徑向周壁上有與定子相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子極11，例如，定子是八極，轉(zhuǎn)子為六極，定子的極弧為21度，轉(zhuǎn)子極弧為23度，定子的疊片高度與轉(zhuǎn)子極高是相等，而且安裝是平衡的水平位置。如圖2所示，所述的主動(dòng)盤2，其特征在于主動(dòng)盤2上部中心固聯(lián)主動(dòng)盤花鍵21，下部中心安裝軸承22與主軸10配合，主動(dòng)盤2上有行星齒輪軸孔安裝行星齒輪5和離心塊限位柱安裝離心塊7，行星齒輪軸孔安裝行星齒輪5有行星輪軸51連接，上面裝有墊圈51。行星齒輪5的安裝數(shù)量根據(jù)所需動(dòng)力匹配，電動(dòng)二輪車由于負(fù)載較輕，可適用三只行星齒輪5傳動(dòng)，電動(dòng)三輪車、電動(dòng)汽車可適用三只以上六只以下行星齒輪，主動(dòng)盤2上的行星齒輪軸孔應(yīng)與行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的行星齒輪5所在位置對(duì)中。如圖2圖5所示，離心塊7位于主動(dòng)盤2下方外部有三個(gè)成120度均勻擺布，離心塊7的其中一端有離心塊限位柱定位，端口由卡簧限位，離心塊7的另一端始終是活動(dòng)的，拉簧8連接二個(gè)離心塊相鄰小孔，離心塊7與罩殼I內(nèi)徑構(gòu)成離合，離心塊7的結(jié)合轉(zhuǎn)速由拉簧8的直徑與圈數(shù)調(diào)整，所述的離心塊7，離心塊7的質(zhì)量與離心塊7和罩殼I的摩擦轉(zhuǎn)矩直接相關(guān)，良好的匹配有助于提高SRM的系統(tǒng)效率，引用公知的摩托車離合器技術(shù)，如圖5所示，離心塊7徑向外半徑R與罩殼I內(nèi)徑的R相等或者稍少于罩殼I內(nèi)徑的R，在匹配特定電機(jī)中，其特征在于電機(jī)額定功率小于一千瓦和應(yīng)用于電動(dòng)摩托車、電動(dòng)自行車的，離心塊7厚度為小于等于12_，離心塊7的重量為100克以下；電機(jī)額定功率大于一千瓦的應(yīng)用于電動(dòng)三輪車、電動(dòng)汽車上的，控制器的配置大于額定電壓48V限流50A以上的，尚;L、塊7厚度大于14μπ，尚;1_1、塊7重星大于100克。
如圖2、圖4所示，所述的定位板9，定位板9作用于變速器罩殼I與定子的徑向同心定位，其特征在于定位板9徑向周壁92與罩殼I內(nèi)徑密切配合，定位板9螺紋孔93與罩殼I用螺絲固聯(lián)，定位板9中心安裝軸承91與主軸10配合，軸承91可上下任意安裝，或者安裝二個(gè)軸承91，定位板9與罩殼I同歩轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖2所示，所述的太陽輪固定板3，太陽輪固定板3的二側(cè)穿孔31固定在變速箱或者電機(jī)殼體上，應(yīng)用中可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理的匹配安裝，由于SRM電機(jī)轉(zhuǎn)子無磁阻，太陽輪固定板3可以勿略單向驅(qū)動(dòng)；雙向驅(qū)動(dòng)太陽輪固定板或者是雙向驅(qū)動(dòng)盤都可以應(yīng)用于本專利技術(shù)的太陽輪6固定。如圖2所示，所述的主軸10始終是固定的，尤其在工作狀態(tài)下，主軸10對(duì)主動(dòng)盤
2、定位板9的中心進(jìn)行定位，主軸10的設(shè)置是罩殼I的中心，主軸I穿過定位板9、主動(dòng)盤
2、主動(dòng)盤花鍵21，主軸10固定在電機(jī)的箱體或者是端蓋上，在特定的條件下，主軸的一端可以固定在作為主動(dòng)齒輪4部件的連接套上(盡管這個(gè)是不貼切的詞，但可以進(jìn)一步解釋這個(gè)零件的一端必須是和變速器中的主動(dòng)盤花鍵21連接)，這種技術(shù)一般應(yīng)用于獨(dú)立的自動(dòng)變速電機(jī)與其他的變速箱對(duì)接中。如圖2、圖3所示，罩殼I的內(nèi)齒圈12和行星齒輪5、太陽輪6構(gòu)成行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，罩殼I為主動(dòng)、太陽輪6固定,行星齒輪5從動(dòng),如圖2所75,罩殼I下部固聯(lián)定位板9,行星齒輪5通過行星齒輪軸51連接主動(dòng)盤2，主動(dòng)盤2上部中心固聯(lián)主動(dòng)盤花鍵21，主動(dòng)盤2下部中心安裝軸承22，如圖5所示，主動(dòng)盤下部外圍安裝離心塊7與罩殼I配合構(gòu)成離合器，離心塊7由拉簧8調(diào)質(zhì)設(shè)定結(jié)合轉(zhuǎn)速，離心塊與拉簧間的安裝在本領(lǐng)域是公知的，如圖
2、圖3所示，太陽輪固定板3的花鍵與太陽輪6內(nèi)花鍵套61配合，因開關(guān)磁阻電機(jī)特性轉(zhuǎn)子無永磁體，太陽輪固定板3可忽略單向驅(qū)動(dòng)，在這里引入201120040062. 7,201020523498. 7專利技術(shù)，主動(dòng)齒輪4內(nèi)花鍵套與主動(dòng)盤花鍵21配合，主動(dòng)齒輪4在連接所傳動(dòng)的變速系統(tǒng)中可作為太陽輪主動(dòng)與行星輪變速箱匹配或者通過過橋齒輪與減速箱匹配。有公知的控制器與SRM電機(jī)匹配，本專利技術(shù)作為電機(jī)的轉(zhuǎn)子安裝在電機(jī)定子內(nèi)徑，如圖2、圖3所示，轉(zhuǎn)子極11與罩殼I連體(轉(zhuǎn)子的極11在與定子的極未對(duì)齊的位置具有很低的磁阻)，因此由罩殼I直接驅(qū)動(dòng)，電機(jī)工作中，在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和串勵(lì)特性區(qū)時(shí)，電機(jī)處于低速運(yùn)行，如圖2所示，此時(shí)主動(dòng)盤2下面的離心塊7在拉簧8作用下，保持原狀，與罩殼I成分離狀態(tài)，如圖2、圖3所示，罩殼I的傳動(dòng)路徑為齒圈12帶動(dòng)行星齒輪5進(jìn)行減速，然后帶動(dòng)主動(dòng)盤2，由主動(dòng)盤花鍵21帶動(dòng)主動(dòng)齒輪4系低速運(yùn)行；當(dāng)電機(jī)在恒功率區(qū)時(shí),系高速運(yùn)行，在離心力的作用下，離心塊7撐開與罩殼I抱死，傳動(dòng)路徑為罩殼I直接帶動(dòng)主動(dòng)盤2同步運(yùn)行,稱之為高速擋。技術(shù)人員可以理解，在不脫離本發(fā)明的情況下可以對(duì)公開的配置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，因此，如上描述的實(shí)例僅用于示例而不是限制之目的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚地認(rèn)識(shí)到，在不明 顯改變上述操作情況下可以對(duì)配置或者安裝工藝進(jìn)行小的修改達(dá)到相同之目的，本發(fā)明由權(quán)利要求書作出限制。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)車用帶有開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極的自動(dòng)變速器，有定位板(9)、罩殼(I)、轉(zhuǎn)子極(11)、行星齒輪(5)、太陽輪(6)、太陽輪固定板(3)、主動(dòng)盤(2)、主動(dòng)盤花鍵(21)、拉簧(8)、離心塊(7)組成，其特征在于罩殼(I)外部有開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極(11)，主動(dòng)盤(2)中心有軸承(22)定位，定位板(9)與罩殼I底部固聯(lián)，工作狀態(tài)下，主軸(10)始終是固定的。
2.如權(quán)利要求I所述的一種電動(dòng)車用帶有開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極的自動(dòng)變速器，其特征在于所述的罩殼(I)與轉(zhuǎn)子極(11)可用粉未冶金制成一體，另一種形式罩殼(I)與轉(zhuǎn)子極(11)通過焊接制成一體，罩殼(I)上部有齒圈(12)，罩殼(I)徑向周壁上有與定子相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子極(11)。
3.如權(quán)利要求I所述的一種電動(dòng)車用帶有開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極的自動(dòng)變速器，其特征在于所述的主動(dòng)盤(2)上部中心固聯(lián)主動(dòng)盤花鍵(21)，下部中心安裝軸承(22)與主軸(10)配合，主動(dòng)盤(2 )上有行星齒輪軸孔安裝行星齒輪(5 )和離心塊限位柱安裝離心塊(7 )。
全文摘要
一種電動(dòng)車用帶有開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極的自動(dòng)變速器，有定位板、罩殼、轉(zhuǎn)子極、行星齒輪、太陽輪、太陽輪固定板、主動(dòng)盤、主動(dòng)盤花鍵、拉簧、離心塊組成，其特征在于罩殼的外部有開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子極，主動(dòng)盤中心有軸承定位，定位板與罩殼底部固聯(lián)，工作狀態(tài)下，主軸始終是固定的。
文檔編號(hào)F16H49/00GK102628504SQ20121013062
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者金碧波 申請(qǐng)人:金碧波