本實用新型涉及一種電動三輪車用自動調(diào)矩變速電機，屬于電動車的制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的電動三輪車用電機大多功能單一，且不具備變矩調(diào)速功能，車輛在使用過程中，當負載很大時，電機的輸出功率會隨之調(diào)高以增加電機的輸出扭矩，但是在這個過程中，轉(zhuǎn)速會隨著輸出功率的增加而下降，此時由于超載(此時電機工作效率較低)時間的延長很容易使電機嚴重發(fā)熱甚至損壞，降低了電機的使用壽命、降低了電動車零部件的可靠性和穩(wěn)定性；另外，電動三輪車空車的運行時(此時負載量較小)普通電機的轉(zhuǎn)速較慢，電機處于低效率的運行狀態(tài)，也延長了兩地間的行駛時間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的是提供一種可以根據(jù)電動車整車的負載情況自動調(diào)速、變矩，使電機動力輸出更合理，在低負載時可以有效提高電機轉(zhuǎn)速，達到提高運行效率(使電機在高效區(qū)間運行)、提高車速以節(jié)省運行時間的目的；在高負載時可以避免電機電流過大、溫升過高，提高使用安全和穩(wěn)定性的電動三輪車用自動調(diào)矩變速電機。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種電動三輪車用自動調(diào)矩變速電機，包括電機轉(zhuǎn)子總成，所述電機轉(zhuǎn)子總成包括電機軸和沿電機軸軸心線依次相鄰布置的固定轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，固定轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子直徑相同，且所述固定轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的支撐體表面分別環(huán)繞自身周向設(shè)有排布方式一致的交錯式磁極片，交錯式磁極片包括沿周向依次間隔設(shè)置在支撐體外圈上的多個N極和S極；固定轉(zhuǎn)子表面的交錯式磁極片與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子表面的交錯式磁極片沿周向錯開的角度為α；所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的支撐體包括回轉(zhuǎn)支撐環(huán)和分別設(shè)在回轉(zhuǎn)支撐環(huán)兩側(cè)的兩塊固定側(cè)盤，兩塊固定側(cè)盤皆套設(shè)固定在電機軸上且通過螺栓Ⅰ連接在一起，所述回轉(zhuǎn)支撐環(huán)內(nèi)腔沿其回轉(zhuǎn)方向設(shè)有彈性壓縮部件，所述彈性壓縮部件一端設(shè)在回轉(zhuǎn)支撐環(huán)的內(nèi)圈，另一端設(shè)在其中一個固定側(cè)盤朝向回轉(zhuǎn)支撐環(huán)內(nèi)腔一側(cè)的側(cè)壁上。

進一步的，回轉(zhuǎn)支撐環(huán)向其內(nèi)腔延伸設(shè)有C形限位安裝臺，螺栓Ⅰ沿與電機軸平行的方向從回轉(zhuǎn)支撐環(huán)內(nèi)腔設(shè)置的定位套穿過，所述彈性壓縮部件一端置于C形限位安裝臺的C型腔中，另一端固定在固定側(cè)盤朝回轉(zhuǎn)支撐環(huán)內(nèi)腔一側(cè)伸出的固定部上，所述C形限位安裝臺背部與螺栓Ⅰ的定位套接觸。

優(yōu)選的，回轉(zhuǎn)支撐環(huán)包括中間支撐環(huán)和從兩側(cè)夾住中間支撐環(huán)的側(cè)支撐環(huán)，所述側(cè)支撐環(huán)和中間支撐環(huán)通過多個螺栓Ⅱ固定疊合在一起。

優(yōu)選的，所述彈性壓縮部件為圓柱螺旋壓縮彈簧，所述固定部為設(shè)置在固定側(cè)盤位于回轉(zhuǎn)支撐環(huán)內(nèi)腔一側(cè)表面的彈簧支撐套，所述圓柱螺旋壓縮彈簧沿回轉(zhuǎn)支撐環(huán)的回轉(zhuǎn)方向設(shè)置，且圓柱螺旋壓縮彈簧一端置于C形限位安裝臺的C型腔中，另一端固定在彈簧支撐套的沉孔中。

優(yōu)選的，圓柱螺旋壓縮彈簧、彈簧支撐套、C形限位安裝臺和定位套有兩組，分別以電機軸為中心對稱設(shè)置在回轉(zhuǎn)支撐環(huán)內(nèi)腔中。

優(yōu)選的，固定轉(zhuǎn)子表面的交錯式磁極片與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子表面的交錯式磁極片沿周向錯開的角度為α為15°。

優(yōu)選的，固定側(cè)盤嵌設(shè)在回轉(zhuǎn)支撐環(huán)上，且回轉(zhuǎn)支撐環(huán)與固定側(cè)盤之間設(shè)有耐磨環(huán)，所述耐磨環(huán)通過凸臺與回轉(zhuǎn)支撐環(huán)上的凹槽卡和固定在一起，且固定側(cè)盤的外圈配合安裝在耐磨環(huán)內(nèi)圈的臺階上。

優(yōu)選的，朝向固定轉(zhuǎn)子一側(cè)的固定側(cè)盤中部向固定轉(zhuǎn)子延伸設(shè)有環(huán)形定位凸臺。

本實用新型初始安裝時，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子與固定轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)一角度α，低負載時可以通過其內(nèi)部機制提高轉(zhuǎn)速，使電機運行在高效區(qū)間，提高了整車的運行效率，同時由于提高了車速，節(jié)省了運行時間；當負載增大時，由于電機殼上固定線圈磁場強弱發(fā)生變化，使得旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子可以適時地相對固定轉(zhuǎn)子發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而電機轉(zhuǎn)速降低、電機的輸出扭矩可以同時自動變大，在不額外提升功率的前提下提高了電機對負載的自適應(yīng)調(diào)整能力，從而避免了電機電流過大、溫升較高；車輛電機動力輸出更合理，提高了電動三輪車關(guān)鍵零部件的可靠性以及整車的使用壽命，使整車更加節(jié)能環(huán)保。

附圖說明

圖1是本實用新型電機轉(zhuǎn)子總成的三維示意圖；

圖2是本實用新型電機轉(zhuǎn)子總成安裝在電機上的示意圖；

圖3是本實用新型旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的三維示意圖；

圖4是本實用新型旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子拆掉一側(cè)固定側(cè)盤的三維示意圖；

圖5是本實用新型旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子拆掉一側(cè)固定側(cè)盤的主視圖；

圖6是圖5中A-A向的剖視圖；

圖中，1、電機殼體，2、引線，10、電機轉(zhuǎn)子總成，11、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，12、固定轉(zhuǎn)子，20、電機軸，30、交錯式磁極片，111a、中間支撐環(huán)，111b、側(cè)支撐環(huán)，111c、螺栓Ⅱ，111d、凹槽，112、固定側(cè)盤，112a、彈簧支撐套，112b、沉孔，112c、環(huán)形定位凸臺，113、螺栓Ⅰ，113a定位套，114、彈性壓縮部件，115、C形限位安裝臺，116、耐磨環(huán)，116a、凸臺，116b、安裝臺階。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖所示，一種電動三輪車用自動調(diào)矩變速電機，包括設(shè)在電機殼體1內(nèi)的電機轉(zhuǎn)子總成10，電機殼體1內(nèi)側(cè)壁上環(huán)繞電機轉(zhuǎn)子總成10設(shè)置固定線圈，所述電機轉(zhuǎn)子總成10包括電機軸20和沿電機軸20軸心線依次相鄰布置的固定轉(zhuǎn)子12和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子11，固定轉(zhuǎn)子12和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子11直徑相同，且所述固定轉(zhuǎn)子12和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子11的支撐體表面分別環(huán)繞自身周向設(shè)有排布方式一致的交錯式磁極片30，交錯式磁極片30包括沿周向依次間隔設(shè)置在支撐體外圈上的多個N極和S極；固定轉(zhuǎn)子12表面的交錯式磁極片30與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子11表面的交錯式磁極片30沿周向錯開的角度為α；所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子11的支撐體包括回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111和分別設(shè)在回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111兩側(cè)的兩塊固定側(cè)盤112，兩塊固定側(cè)盤112皆套設(shè)固定在電機軸20上且通過螺栓Ⅰ113連接在一起，所述回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111內(nèi)腔沿其回轉(zhuǎn)方向設(shè)有彈性壓縮部件114，所述彈性壓縮部件114一端設(shè)在回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111的內(nèi)圈表面，另一端設(shè)在其中一個固定側(cè)盤112朝向回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111內(nèi)腔一側(cè)的側(cè)壁上。

進一步的，回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111向其內(nèi)腔延伸設(shè)有C形限位安裝臺115，螺栓Ⅰ113沿與電機軸20平行的方向從回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111內(nèi)腔設(shè)置的定位套113a穿過，所述彈性壓縮部件114一端置于C形限位安裝臺115的C型腔中，另一端固定在固定側(cè)盤112朝回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111內(nèi)腔一側(cè)伸出的固定部上，所述C形限位安裝臺115背部與螺栓Ⅰ113的定位套113a接觸。當負載增大回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111相對固定側(cè)盤112旋轉(zhuǎn)時，C形限位安裝臺115會推動C型腔中的彈性壓縮部件114的一端，使彈性壓縮部件114發(fā)生形變；彈性壓縮部件114不受力時，C形限位安裝臺115背部直接靠在定位套113a上，避免因意外發(fā)生反向轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選的，回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111包括中間支撐環(huán)111a和從兩側(cè)夾住中間支撐環(huán)111a的側(cè)支撐環(huán)111b，所述側(cè)支撐環(huán)111b和中間支撐環(huán)111a通過多個螺栓Ⅱ111c固定疊合在一起。組合設(shè)置的回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111方便了日常維護，多個輕質(zhì)的零部件在拆卸后更容易保存。

優(yōu)選的，所述彈性壓縮部件114為圓柱螺旋壓縮彈簧，所述固定部為設(shè)置在固定側(cè)盤112位于回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111內(nèi)腔一側(cè)表面的彈簧支撐套112a，所述圓柱螺旋壓縮彈簧沿回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111的回轉(zhuǎn)方向設(shè)置，且圓柱螺旋壓縮彈簧一端置于C形限位安裝臺115的C型腔中，另一端固定在彈簧支撐套112a的沉孔112b中。圓柱螺旋壓縮彈簧的結(jié)構(gòu)簡單質(zhì)量輕、且回彈力持久，有利于整體對于負載增加的及時響應(yīng)和調(diào)整。

作為上述方案的進一步優(yōu)選方案，圓柱螺旋壓縮彈簧、彈簧支撐套112a、C形限位安裝臺115和定位套113a有兩組，分別以電機軸20為中心對稱設(shè)置在回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111內(nèi)腔中。設(shè)置兩組的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)使得裝置運行更加穩(wěn)定可靠，避免了經(jīng)常維修更換的麻煩。

本實用新型固定轉(zhuǎn)子12表面的交錯式磁極片30與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子11表面的交錯式磁極片30沿周向錯開的角度α的取值范圍在13°-17°，經(jīng)多次實驗室和現(xiàn)場測試，當α為15°時，既可以保證低負載時使電機運行在高效區(qū)間，也可以保證隨著負載的增大轉(zhuǎn)矩能夠穩(wěn)步增大，達到了最好的實際應(yīng)用效果。

優(yōu)選的，為了使旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子11整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，固定側(cè)盤112嵌設(shè)在回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111上，且回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111與固定側(cè)盤112之間設(shè)有耐磨環(huán)116，所述耐磨環(huán)116通過凸臺116a與回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111上的凹槽111d卡和固定在一起，且固定側(cè)盤112的外圈配合安裝在耐磨環(huán)116內(nèi)圈的臺階116b上。耐磨環(huán)116使得回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111與固定側(cè)盤112的相對旋轉(zhuǎn)更加順滑，且避免了回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111與固定側(cè)盤112發(fā)生直接的相互摩擦造成的使用壽命降低。

優(yōu)選的，為了避免旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子11轉(zhuǎn)動時與固定轉(zhuǎn)子12發(fā)生接觸，朝向固定轉(zhuǎn)子12一側(cè)的固定側(cè)盤112中部設(shè)有環(huán)形定位凸臺112c。

本實用新型動作原理如下：

初始工作時，通過引線2向電機供電使電機殼體1內(nèi)側(cè)的固定線圈通電，固定線圈產(chǎn)生的磁場與電機轉(zhuǎn)子總成10表面的交錯式磁極片30相互作用，使電機轉(zhuǎn)子總成10旋轉(zhuǎn)，電機轉(zhuǎn)子總成10同時帶動電機軸20轉(zhuǎn)動。由于固定轉(zhuǎn)子12表面的交錯式磁極片30與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子11表面的交錯式磁極片30沿周向錯開一角度α，固定轉(zhuǎn)子12表面的交錯式磁極片30和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子11表面的交錯式磁極片30可以分別與固定線圈產(chǎn)生的電磁場發(fā)生相互作用，

與此同時由于固定轉(zhuǎn)子12表面的交錯式磁極片30與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子11表面的交錯式磁極片30沿周向錯開一角度α，固定轉(zhuǎn)子12和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子11分別產(chǎn)生的磁場會相互抵消一部分，使電機轉(zhuǎn)子總成10整體的磁場強度減小，相當于縮短了電機轉(zhuǎn)子磁鐵的計算長度La，而根據(jù)公式一磁鐵計算長度La公式：

式中：La為電機轉(zhuǎn)子磁鐵的計算長度；a_δ為極弧系數(shù)；A為電磁負荷；B_δ為氣隙磁密；D_a為轉(zhuǎn)子外徑；為效率；p為極對數(shù)，n為轉(zhuǎn)速；k_D為常數(shù)；

在其他相關(guān)計算系數(shù)不變的情況下，n與La成反比，即當電機轉(zhuǎn)子總成10整體的磁場強度減小從而使電機轉(zhuǎn)子磁鐵的計算長度La縮短時，電機轉(zhuǎn)速n增加、效率提升電機轉(zhuǎn)速的增加相應(yīng)提高了電機的輸出功率，使電機運行在高效區(qū)間。

當整車負載增大時，負載產(chǎn)生的阻力會施加到電機軸20上，為了克服阻力，電機的功率會自動調(diào)高，使通過電機殼體1內(nèi)側(cè)固定線圈的電流增大，固定線圈產(chǎn)生更大的磁場，直至磁場產(chǎn)生的作用力可以克服圓柱螺旋壓縮彈簧的支撐力，使圓柱螺旋壓縮彈簧產(chǎn)生壓縮，同時回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111相對固定側(cè)盤112旋轉(zhuǎn)一定的角度，使固定轉(zhuǎn)子12表面的交錯式磁極片30和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子11表面的交錯式磁極片30錯開的角度變小，提高了電機轉(zhuǎn)子總成10整體的磁場強度，從而相當于使電機轉(zhuǎn)子磁鐵的計算長度La變長，根據(jù)前文公式一，電機轉(zhuǎn)速n會相應(yīng)降低，此時，由于輸出功率不變，根據(jù)電機運轉(zhuǎn)的公式二：輸出功率＝轉(zhuǎn)速*扭力/9.55，電機扭力與輸出轉(zhuǎn)矩會得到提升。

隨著負載不斷增大，圓柱螺旋壓縮彈簧壓縮的程度不斷增大，使得回轉(zhuǎn)支撐環(huán)111相對固定側(cè)盤112旋轉(zhuǎn)的角度不斷增大，電機轉(zhuǎn)子總成10整體的磁場強度越來越強，La越來越大，電機的輸出轉(zhuǎn)矩隨之增大，直至旋轉(zhuǎn)最大角度為α，此時固定轉(zhuǎn)子12表面的交錯式磁極片30和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子11表面的交錯式磁極片30沿周向錯開的角度為0°，兩者完全保持一致，達到最大的輸出轉(zhuǎn)矩。