專利名稱：車用永磁盤形直流電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及具有位置傳感裝置的非機械換向器的電機，尤其涉及一種車用永磁盤形直流調(diào)速電機。
現(xiàn)有各種代步車用小型永磁式直流電機，不論是圓柱形或圓盤形的都必須經(jīng)過變速和傳動機構(gòu)才能驅(qū)動車輪，且在低速重載時易出現(xiàn)機電故障，此外，都采用兩端有端蓋的封閉式結(jié)構(gòu)，不便于設(shè)置電子換向，本申請人的在先專利《輪轂式盤型直流電機》(專利號ZL89202672.3)可以彌補上述技術(shù)的一些缺陷，但仍有必要作出進一步改進。
本實用新型的目的就是對前述在先專利作出進一步改進，提出一種車用永磁盤形直流調(diào)速電機。
本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
這種車用永磁盤形直流調(diào)速電機，包括外殼、轉(zhuǎn)子、定子和調(diào)速換向電路，外殼由底板和半開啟式上蓋構(gòu)成，并與配用車輪輪轂構(gòu)成一個整體，轉(zhuǎn)子由外殼及設(shè)在外殼中的n(n取值為自然數(shù)8～20中的偶數(shù))對永磁片狀磁極構(gòu)成，定子由電機軸、壓配在電機軸上的中空電機蓋和設(shè)在電機蓋上的電樞構(gòu)成，其特征之一是所述電樞是由包括兩個相位角差為1/2節(jié)距的都含有n/2個其間節(jié)距為4π/n的串聯(lián)元件的支路組成的盤形無鐵電樞；其特征之二是半開啟式上蓋設(shè)有定時透光槽，蓋外還設(shè)有防水防塵罩；其特征之三是調(diào)速換向電路由用4只光斷續(xù)器構(gòu)成的4路并行換向同步信號發(fā)生器，用4路并行信號整形電路、4路由同一可調(diào)脈寬振蕩電路提供相與信號的并行控制門和4路并行功率管驅(qū)動電路級聯(lián)構(gòu)成的換向調(diào)控電路，用8只復(fù)合晶體三極管構(gòu)成并直接安裝在中空電機蓋中的功率管模塊，以及用電位器和電壓比較器構(gòu)成的調(diào)速及電源低壓禁用電路組成。
本實用新型的進一步特征是前述功率管驅(qū)動電路的各功率管發(fā)射極與公共地之間跨接有一與集電極電阻構(gòu)成阻容延時電路的電容器，在各集電極電路中還串聯(lián)接入一電路調(diào)整故障指示發(fā)光二極管。
本實用新型是一種無刷電子調(diào)速電機，而且是一種使用直流電源在電樞中獲得交流電流的變流型電機。電機與車輪輪轂構(gòu)成一個整體，具有合理的電磁構(gòu)造，不需配置任何機械變速或傳動機構(gòu)，直接安裝在車輪中以組成電動車輪，具有能耗低，效率高，自重小的優(yōu)點，采用半開啟式外殼還便于對定子蓋中的調(diào)速換向電子系統(tǒng)進行裝拆和調(diào)整。本實用新型可以直接替代車輪輪轂，特別適合裝配各種電動代步車輛如電動助力自行車、電動摩托車，也可以組裝成多層疊片式電機，用以裝配汽車。
本實用新型有以下附圖

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)簡圖；圖2是本實用新型處于一周期內(nèi)第一位置展開圖；圖3是本實用新型處于一周期內(nèi)第二位置展開圖；圖4是本實用新型處于一周期內(nèi)第三位置展開圖；圖5是本實用新型處于一周期內(nèi)第四位置展開圖；圖6是本實用新型的上蓋定時透光槽在一周期內(nèi)第一位置時與固定在定子上的位置傳感器的相對位置示意圖；圖7是本實用新型的上蓋定時透光槽在一周期內(nèi)第二位置時與固定在定子上的位置傳感器的相對位置示意圖；圖8是本實用新型的上蓋定時透光槽在一周期內(nèi)第三位置時與固定在定子上的位置傳感器的相對位置示意圖；圖9是本實用新型的上蓋定時透光槽在一周期內(nèi)第四位置時與固定在定子上的位置傳感器的相對位置示意圖；圖10是本實用新型的調(diào)速換向電路原理圖。
圖2～5中A是旋轉(zhuǎn)的電機外殼上設(shè)置的n對磁極；B是電機電樞中的第一支路繞組L1及其磁極相對位置；C是電機電樞中的第二支路繞組L2及其與磁極相對位置。
圖6～9中D是位置傳感器即光斷續(xù)器；E是設(shè)有定時透光槽的上蓋局部。
圖10中僅畫出調(diào)控電樞繞組L1的一部分電路，調(diào)控電樞繞組L2的電路與其相同，略去未畫出。
下面結(jié)合實施例并對照附圖對本實用新型作出說明。
實施例是電動助力自行車用永磁盤形直流電機，包括外殼、轉(zhuǎn)子、定子和調(diào)速電路，外殼由底板和半開啟式上蓋4構(gòu)成，并安裝在配用車輪輪轂3上，轉(zhuǎn)子由外殼及設(shè)在外殼中的20對永磁片狀磁極2構(gòu)成，定子由電機軸8、壓配在電機軸8上的中空電機蓋5和設(shè)在電機蓋5上的盤形無鐵電樞1構(gòu)成，盤形無鐵電樞1是由包括兩個相位角差為1/2節(jié)距的都含有10個其間節(jié)距為π/5的串聯(lián)元件的支路組成的，半開啟式上蓋4設(shè)有定時透光槽，蓋外還設(shè)有防水防塵罩6，中空電機蓋5為鑄鋁件，其中空部裝有調(diào)控電機的調(diào)速電路板7，便于檢修更換，且成為有效的功率管散熱器。調(diào)速電路由用4只光斷續(xù)器GD1、GD2、GD3、GD4構(gòu)成的4路并行換向同步信號發(fā)生器8、用4路并行信號整形電路IC1、4路由同一可調(diào)脈寬振蕩電路IC2提供相與控制信號的并行控制門IC3和4路并行功率管VT1、VT2、VT3、VT4驅(qū)動電路級聯(lián)構(gòu)成的換向調(diào)控電路9、用8只復(fù)合晶體管VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10、VT11、VT12構(gòu)成并直接安裝在中空電機蓋5中的功率管模塊10以及用電位器W和電壓比較器IC4構(gòu)成的調(diào)速及蓄電池電源低壓禁用電路組成。功率管VT1、VT2、VT3、VT4的發(fā)射極與公共地之間跨接有一與集電極電阻構(gòu)成阻容延時電路的電容器C1、C2、C3、C4，在各集電極電路中還串聯(lián)接入一電路調(diào)整故障指示發(fā)光二極管VD1、VD2、VD3、VD4。
接通電源，可調(diào)脈寬振蕩器IC2開始產(chǎn)生方波，當(dāng)電機處于一周期內(nèi)第一位置時，上蓋定時透光槽使第一個光斷續(xù)器GD1透光并產(chǎn)生第一支路正向通電的光電同步信號，經(jīng)過信號整形電路IC1整形后，與方波同時進入控制門IC3相與輸出“1”，使驅(qū)動三極管VT1導(dǎo)通，功率管VT5、VT11獲得基極電流隨之導(dǎo)通，電樞繞組L1與電源接通獲得正向工作電流，使電機運轉(zhuǎn)，此時電流與磁場(一對磁極S、N)產(chǎn)生的電磁力反力，使電機外殼沿 向轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)過1/4節(jié)距時，第一光斷續(xù)器GD1關(guān)斷，驅(qū)動三極管VT1，功率管VT5、VT11關(guān)斷，電樞繞組L1中的工作電流中斷，同時，第二光斷續(xù)器GD2開通，電機處于一周期內(nèi)第二位置，第二支路正向通電，電磁力反力使電機繼續(xù)沿 向轉(zhuǎn)動。當(dāng)電機轉(zhuǎn)動1/4節(jié)距到一周期內(nèi)第三位置時，與第一支路各元件工作邊對的磁極已轉(zhuǎn)換為N、S換向，此時第三光斷續(xù)器GGD3開通，第一支路開通反向電流即控制門IC3中與門輸出“1”，將驅(qū)動三極管VT3，功率管VT7、VT9導(dǎo)通，電樞繞組L1獲得反向工作電流，由于磁極和電流同步換向，外殼轉(zhuǎn)向仍為 ，同理，又經(jīng)過1/4節(jié)距到一周期內(nèi)第四位置，產(chǎn)生第二支路反向通電的光電同步信號，磁極同步換向，電機轉(zhuǎn)向仍為 。再經(jīng)過1/4節(jié)距，電機又回到下一周期內(nèi)第一位置，重復(fù)上述周期換向，電機連續(xù)運轉(zhuǎn)。
改變調(diào)速電流器W中間抽頭的電位，可以增減可調(diào)脈寬振蕩器IC2輸出的脈沖寬度，從而增減電樞繞組L1、L2中的平均電流，使輸出功率相對地增大或減少，實現(xiàn)電機無級調(diào)速。
本實施例中并行信號整形電路IC1采用CD4093，可調(diào)脈寬振蕩電路IC2采用LM555，并行控制門IC3采用CD4081，電壓比較器IC4采用MC33161，上述集成電路的管腳引線見圖10。
權(quán)利要求1.一種車用永磁盤形直流電機，包括外殼、轉(zhuǎn)子、定子和調(diào)速換向電路，外殼由底板和半開啟式上蓋構(gòu)成，并與配用車輪輪轂構(gòu)成一個整體，轉(zhuǎn)子由外殼及設(shè)在外殼中的n，n取值為自然數(shù)8～20中的偶數(shù)，對永磁片狀磁極構(gòu)成，定子由電機軸、壓配在電機軸上的中空電機蓋和設(shè)在電機蓋上的電樞構(gòu)成，其特征是1.1所述電樞是由包括兩個相位角差為1/2節(jié)距的都含有n/2個其間節(jié)距為4π/n的串聯(lián)元件的支路組成的盤形無鐵電樞；1.2半開啟式上蓋設(shè)有定時透光槽，蓋外還設(shè)有防水防塵罩；1.3調(diào)速換向電路由用4只光斷續(xù)器構(gòu)成的4路并行換向同步信號發(fā)生器，用4路并行信號整形電路、4路由同一可調(diào)脈寬振蕩電路提供相與信號的并行控制門和4路并行功率管驅(qū)動電路級聯(lián)構(gòu)成的換向調(diào)控電路，用8只復(fù)合晶體三極管構(gòu)成并直接安裝在中空電機蓋中的功率管模塊，以及用電位器和電壓比較器構(gòu)成的調(diào)速及電源低壓禁用電路組成。
2.如權(quán)利要求1所述的車用永磁盤形直流電機，其特征是功率管驅(qū)動電路的各功率管發(fā)射極與公共地之間跨接有一與集電極電阻構(gòu)成阻容延時電路的電容器，在各集電極電路中還串聯(lián)接入一電路調(diào)整故障指示發(fā)光二極管。
專利摘要一種車用永磁盤形直流電機，轉(zhuǎn)子由外殼及設(shè)在外殼中的永磁片狀磁極構(gòu)成，定子由電機軸、壓配在電機軸上的中空電機蓋和設(shè)在電機蓋上的盤形無鐵電樞構(gòu)成，不需配置任何機械變速或傳動機構(gòu)，直接安裝在車輪中以組成電動車輪，具有能耗低，效率高，自重小的優(yōu)點，采用半開啟式外殼還便于對定子蓋中的調(diào)速換向電子系統(tǒng)進行裝拆和調(diào)整。特別適合裝配各種電動代步車輛，如電動助力自行車、電動摩托車，也可以組裝成多層疊片式電機，用以裝配汽車。
文檔編號H02P6/08GK2243740SQ9523749
公開日1996年12月25日 申請日期1995年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月26日
發(fā)明者汪文斌 申請人:汪文斌