一種平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)，屬于電動汽車電動機技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電動汽車是近幾年來新興的一種交通工具，以其節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點受到越來越多家庭的歡迎。汽車在正產(chǎn)行駛時需要適應各種路況，其中電動汽車在爬坡時電動汽車中的電動機需要幾倍過載的大扭矩，以提供足夠的動力；而電動汽車在平路時又需要高轉(zhuǎn)速，而一般電動機因為電動機轉(zhuǎn)矩常數(shù)是一定的，無法改變，所以比較難以同時滿足這兩個要求，只能靠電動機弱磁控制來達到高轉(zhuǎn)速，相應犧牲了電動機的效率。

因此目前的電動汽車中為適應電動汽車在不同路況的需求，電動汽車電動機的功率都需要做的比較大而處于功率過剩的狀態(tài)，同時電動汽車中與電動機相應配套的電動機控制器的容量也是電動機額定功率的幾倍，屬于嚴重的“大馬拉小車”現(xiàn)象。因此現(xiàn)有技術(shù)的電動汽車的動力系統(tǒng)形成了較為嚴重的浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過設(shè)置與電動機三相繞組相連的固定接線組件和移動接線組件，并通過短接件與固定接線組件和移動接線組件的配合實現(xiàn)了繞組的串并聯(lián)方式，從而改變了電動機的轉(zhuǎn)矩常數(shù)，實現(xiàn)了電動汽車在不同路況下大扭矩和高轉(zhuǎn)速切換的平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)，其特征在于：包括一組固定接線組件、兩組移動接線組件以及驅(qū)動機構(gòu)，兩組移動接線組件在驅(qū)動機構(gòu)的帶動下有且只有一組與固定接線組件進行短接，固定接線組件和移動接線組件用于連接電動機中不同的兩組繞組；

固定接線組件中設(shè)置有第一上層邊接線端子和第一下層邊接線端子，第一移動接線組件中設(shè)置有與固定接線組件分別對應短接的第二上層邊接線端子和第二下層邊接線端子，第二移動接線組件中設(shè)置與第一下層邊接線端子對應短接的第二上層邊接線端子。

優(yōu)選的，所述的固定接線組件和移動接線組件之間通過多條銅排實現(xiàn)短接，所述的第一上層邊接線端子和第一下層邊接線端子分別與銅排一一對應連接，所述的第二上層邊接線端子和第二下層邊接線端子與銅排一一對應。

優(yōu)選的，：所述的驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動電機以及用驅(qū)動電機帶動轉(zhuǎn)動的螺紋桿，螺紋桿同時從固定接線組件和移動接線組件中穿過，且螺紋桿同時與多組移動接線組件螺紋連接。

優(yōu)選的，所述的固定接線組件包括定子接線板，所述的第一上層邊接線端子和第一下層邊接線端子分別位于定子接線板的左、右兩側(cè)，u相繞組、v相繞組和w相繞組的上層邊和下層邊分別與第一上層邊接線端子和第一下層邊接線端子相連。

優(yōu)選的，所述的定子接線板通過兩端的固定螺栓固定在固定部表面。

優(yōu)選的，所述的第一移動接線組件包括下部動子接線板，所述的第二上層邊接線端子和第二下層邊接線端子分別位于下部動子接線板的左、右兩側(cè)，a相繞組、b相繞組和c相繞組的上層邊和下層板分別與第二上層邊接線端子和第二下層邊接線端子相連。

優(yōu)選的，所述的第二移動接線組件包括上部動子接線板，所述的第二上層邊接線端子位于上部動子接線板的左、右兩側(cè)，a相繞組、b相繞組和c相繞組的上層邊與第二上層邊接線端子相連。

優(yōu)選的，所述的第二上層邊接線端子由連接片同時短接。

在所述的移動接線組件的下表面開設(shè)有卡槽，在移動接線組件的上表面開設(shè)有與卡槽一一對應的引出孔，引出孔的孔徑小于卡槽的直徑，在每一個卡槽中放置有一個截面呈“凸”型的電刷，電刷的上端通過連接接線柱從相應的引出孔引出后對應形成所述的第二上層邊接線端子和第二下層邊接線端子。

優(yōu)選的，在所述的電刷上方放置有彈簧。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是：

在本平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)中，通過設(shè)置與電動機三相繞組相連的固定接線組件和移動接線組件，并通過短接件與固定接線組件和移動接線組件的配合實現(xiàn)了繞組的串并聯(lián)方式，從而改變了電動機的轉(zhuǎn)矩常數(shù)，實現(xiàn)了電動汽車在不同路況下大扭矩和高轉(zhuǎn)速的切換，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中電動汽車的電動機的功率過剩的情況，同時也避免了需要設(shè)置大容量的電動機控制器對電動機進行匹配的情況，在很大程度上解決了現(xiàn)有技術(shù)的電動汽車的動力系統(tǒng)形成了浪費嚴重的問題。

通過設(shè)置彈簧，電刷在彈簧的作用下緊貼相對應的銅排，從而保證了良好的電氣接觸。而通過電刷實現(xiàn)電機內(nèi)繞組與銅排之間以平移的方式實現(xiàn)短接，因此在切換的過程中不會出現(xiàn)火花，避免了現(xiàn)有技術(shù)中通過繼電器等形式切換繞組時容易因生成火花的問題，大大延長了使用壽命，同時提高了安全性和可靠性。

附圖說明

圖1為平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)非工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)非工作狀態(tài)下電動機繞組展開圖。

圖3為平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)繞組串聯(lián)狀態(tài)示意圖。

圖4為平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)繞組串聯(lián)狀態(tài)電動機繞組展開圖。

圖5為平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)繞組串聯(lián)狀態(tài)繞組連接示意圖。

圖6為平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)繞組并聯(lián)狀態(tài)示意圖。

圖7為圖6中a-a方向剖視圖。

圖8為平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)繞組并聯(lián)狀態(tài)電動機繞組展開圖。

圖9為平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)繞組并聯(lián)狀態(tài)繞組連接示意圖。

其中：1、螺紋桿2、定子左側(cè)接線部3、上部動子接線部4、下部動子左側(cè)接線部5、底板6、上部動子接線板7、定子右側(cè)接線部8、下部動子右側(cè)接線部9、固定螺栓10、連接片11、下部動子接線板12、定子接線板13、驅(qū)動電機14、銅排15、電刷16、彈簧。

具體實施方式

圖1~9是本發(fā)明的最佳實施例，下面結(jié)合附圖1~9對本發(fā)明做進一步說明。

如圖1所示，平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)，包括矩形的底板5，在底板5的中部橫向設(shè)置有定子接線板12，定子接線板12通過其兩端的各一個固定螺栓9固定在底板5的上表面。

在定子接線板12的左側(cè)和右側(cè)分別設(shè)置有定子左側(cè)接線部2和定子右側(cè)接線部7，在定子左側(cè)接線部2上自左向右等間距的并排設(shè)置有三個接線端子：u端子、v端子和w端子，分別用于連接電機中u相繞組、v相繞組和w相繞組的上層邊。在定子右側(cè)接線部7上同樣自左向右等間距的并排設(shè)置有三個接線端子：u1端子、v1端子和w1端子，分別用于連接電機中u相繞組、v相繞組和w相繞組的下層邊。

在底板5上表面定子接線板12的下方并排固定有六組銅排14，銅排14與定子接線板12垂直設(shè)置，六組銅排14分別與定子接線板12上的u端子、v端子和w端子以及u1端子、v1端子和w1端子一一對應且與相應的接線端子相連接。

在定子接線板12的上部和下部分別設(shè)置有上部動子接線板6和下部動子接線板11，上部動子接線板6的初始位置位于銅排14上端沿的上方，下部動子接線板11的初始位置位于銅排14下端沿的下方，且在初始狀態(tài)下上部動子接線板6和下部動子接線板11均未與銅排14接觸。在底板5的中部還豎直設(shè)置有一條螺紋桿1，上述的六組銅排14對稱位于螺紋桿1的兩側(cè)。螺紋桿1的下端自底板5的下沿引出并與驅(qū)動電機13相連，螺紋桿1的上端延伸至底板5的上沿。螺紋桿1同時從上部動子接線板6、定子接線板12以及下部動子接線板11中穿過，且與上部動子接線板6和下部動子接線板11螺紋連接，因此螺紋桿1在驅(qū)動電機13的帶動下轉(zhuǎn)動時會沿螺紋桿1同向且等速移動。

在下部動子接線板11的左側(cè)和右側(cè)分別設(shè)置有下部動子左側(cè)接線部4和下部動子右側(cè)接線部8，在下部動子左側(cè)接線部4上自左向右等間距的并排設(shè)置有三個接線端子：a端子、b端子和c端子，分別用于連接電機中a相繞組、b相繞組和c相繞組的上層邊。在下部動子右側(cè)接線部8上同樣自左向右等間距的并排設(shè)置有三個接線端子：a1端子、b1端子和c1端子，分別用于連接電機中a相繞組、b相繞組和c相繞組的下層邊。a1端子、b1端子和c1端子同時通過設(shè)置在下部動子右側(cè)接線部8表面的連接片10短接。

下部動子接線板11中的a端子、b端子、c端子以及a1端子、b1端子、c1端子分別與上述的六組銅排14相對應，當下部動子接線板11在驅(qū)動電機13的帶動下上移時，相應端子可以分別與相應的銅排14相接觸。

在上部動子接線板6的右側(cè)設(shè)置有上部動子接線部3，在上部動子接線部3上自左向右等間距的并排設(shè)置有三個接線端子：a端子、b端子和c端子，分別用于連接電機中a相繞組、b相繞組和c相繞組的上層邊。上部動子接線板6中的a端子、b端子、c端子與上述的六組銅排14中位于螺紋桿1右側(cè)的三組相對應，當上部動子接線板6在驅(qū)動電機13的帶動下下移時，相應端子可以分別與相應的銅排14相接觸。

具體工作過程及工作原理如下：

由本領(lǐng)域常規(guī)知識可知：一臺電動機的轉(zhuǎn)矩常數(shù)k與其繞組并聯(lián)支路數(shù)a是成反比的關(guān)系，因此在本平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)中，通過改變繞組并聯(lián)的支路數(shù)來達到改變電機的轉(zhuǎn)矩常數(shù)，即電動汽車在平路行駛時將電動機繞組的連接方式采用并聯(lián)連接以高速運轉(zhuǎn)，電動汽車在爬坡將電動機繞組的連接方式切換為串聯(lián)連接，在這種情況下電動機的轉(zhuǎn)矩常數(shù)提高了一倍，因此在電動機控制器輸出相同電流情況下，電動機輸出扭矩提高了一倍，從而達到低速大扭矩的效果。

電動汽車電機由于電壓都比較低，極數(shù)比較多，所以支路數(shù)一般都較多，以最簡單的2條支路的繞組為例進行詳細說明：

首先將電動機中的繞組與本本平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)中相應的接線端子進行連接：a相繞組、b相繞組、c相繞組的上層邊同時與上部動子接線部3中的a端子、b端子、c端子以及下部動子左側(cè)接線部4中的a端子、b端子和c端子相連，a相繞組、b相繞組、c相繞組的下層邊分別與下部動子右側(cè)接線部8中的a1端子、b1端子、c1端子相連。u相繞組、v相繞組和w相繞組的上層邊和下層邊分別與定子左側(cè)接線部2中的u端子、v端子和w端子以及定子右側(cè)接線部7中u1端子、v1端子和w1端子相連。按照上述的接線方式連接完成之后，電機繞組的連接如圖2所示，由于a1端子、b1端子、c1端子通過連接片10短接，因此形成繞組的公共點。

當電動汽車在平路行駛時，將驅(qū)動電機13的供電回路接通，驅(qū)動電機13上電轉(zhuǎn)動（設(shè)為正轉(zhuǎn)）后帶動螺紋桿1轉(zhuǎn)動，通過螺紋桿1帶動上部動子接線板6和下部動子接線板11同時下移，當上部動子接線板6和定子接線板12接觸之后驅(qū)動電機13停止轉(zhuǎn)動，如圖3所示。此時a相繞組、b相繞組、c相繞組的上層邊分別通過相應的銅排14與u相繞組、v相繞組、w相繞組的下層邊短接，繞組形成如圖4所示的連接方式，在這種接線方式下，如圖5所示，在電動機內(nèi)部為兩組繞組串聯(lián)的星型連接方式，定子左側(cè)接線部2中的u端子、v端子和w端子為三相交流電輸入端。

當電動汽車爬坡時，將驅(qū)動電機13的供電回路接通，控制驅(qū)動電機13反轉(zhuǎn)，通過螺紋桿1帶動上部動子接線板6和下部動子接線板11同時上移，當下部動子接線板11和定子接線板12接觸之后驅(qū)動電機13停止轉(zhuǎn)動，如圖6所示。此時下部動子左側(cè)接線部4中的a相繞組、b相繞組、c相繞組的上層邊分別通過相應的銅排14與定子左側(cè)接線部2中u相繞組、v相繞組、w相繞組的上層邊短接；下部動子右側(cè)接線部8中的a相繞組、b相繞組、c相繞組的下層邊分別通過相應的銅排14與u相繞組、v相繞組、w相繞組的下層邊短接。

結(jié)合圖7，在下部動子接線板11的下表面與接線端子相對應的位置開設(shè)有卡槽，截面為“凸”型的電刷15的上部套裝一個彈簧16之后自下而上對應裝入相應的卡槽內(nèi)。在每一個卡槽的頂端分別對應開設(shè)有一個引出孔，電刷15的上端通過連接螺栓固定接線柱之后從下部動子接線板11的引出形成相應的接線端子。由于引出孔的孔徑小于卡槽的直徑，因此電刷15以及彈簧16的上端會卡在卡槽的上表面而不會從下部動子接線板11的上表面掉出。上部動子接線板6的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與圖7所示的下部動子接線板11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。

通過設(shè)置彈簧16，電刷15在彈簧16的作用下緊貼相對應的銅排14，從而保證了良好的電氣接觸。而通過電刷15實現(xiàn)電機內(nèi)繞組與銅排14之間的短接，因此在切換的過程中不會出現(xiàn)火花，避免了現(xiàn)有技術(shù)中通過繼電器等形式切換繞組時容易因生成火花的問題，大大延長了使用壽命，同時提高了安全性和可靠性。

當上部動子接線板6和下部動子接線板11同時上移時，繞組形成如圖8所示的連接方式，在這種接線方式下，如圖9所示，u相繞組與a相繞組并聯(lián)，v相繞組與b相繞組并聯(lián)，w相繞組與c相繞組并聯(lián)，并在電動機內(nèi)部采用星型連接方式，定子左側(cè)接線部2中的u端子、v端子和w端子以及下部動子左側(cè)接線部4中的a端子、b端子、c端子同時作為三相交流電輸入端。

當電動汽車中的電動機為其他數(shù)量的支路數(shù)時，可通過改變本平移式電動機三相繞組連接轉(zhuǎn)換機構(gòu)中接線端子以及銅排14的數(shù)量達到與上述工作過程相同的切換效果。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。