[發明專利]電動汽車用變極電機與二級齒輪減速器為一體的換擋系統

在審

• 申請號: 201711009919.7
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107654639A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 趙升噸;曹楊峰;薛江鵬;王宏;馬子健
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F16H61/32
• 分類號: F16H61/32;F16H59/02;H02K7/116;H02P25/20
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 賀建斌

技術領域

本發明涉及電動汽車變速換擋技術領域，具體涉及電動汽車用變極電機與二級齒輪減速器為一體的換擋系統。

背景技術

電動汽車目前是國內外研究的重點，歐美國家電動汽車變速換擋主要運用交流感應電機，由于我國的稀土資源較為豐富，中國目前仍然是以永磁同步電機為主體，然而應用交流感應電機的難點在于高功率的逆變器及控制。電動汽車用高容量蓄電池供電，通過電機直驅，或者通過變頻器變頻實現對電機的調速，再通過減速器實現扭矩的放大，從而滿足電動汽車的需求，但是電動汽車用的變頻器核心元件逆變器通常非常昂貴，控制也很難，再者普通交流感應電機只可以在一種極數下調頻，所以獲得的轉速范圍也由此變窄。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供電動汽車用變極電機與二級齒輪減速器為一體的換擋系統，具有結構簡單，控制方便，體積小等優點。

為了達到上述的目的，本發明采用了如下的技術方案：

電動汽車用變極電機與二級齒輪減速器為一體的換擋系統，包括一體化的變極電機30、二級行星減速箱，變極電機定子3共有72槽，變極電機轉子1有58槽，通過改變變極電機定子繞組的結構獲得二種轉速，變極電機30的共引出六個接線端，供外部三相電接入，通過接線端上下二種不同的連接而獲得不同的轉速，外部連接用雙向晶閘管32切換電路，雙向晶閘管32為無觸點開關，通過一個開關電源31輸出倆路直流電壓去控制二個雙向晶閘管32的控制極，二路控制電壓用互鎖開關切換。

所述的變極電機30的變極電機轉子1與變極電機輸出軸10連接，和變極電機轉子1配合的變極電機定子3固定在變極電機30的外殼11上，變極電機輸出軸10的一端通過第一軸承9支撐在密封端蓋8上，密封端蓋8連接在外殼11上，變極電機輸出軸10的端頭連接有風扇7，風扇7外設有變極電機端蓋6，變極電機端蓋6和外殼11的一端連接，外殼11的另一端與減速器機架15連接固定，變極電機輸出軸10的另一端與第一中心輪12連接，第一中心輪12與和它環形相布的初級行星齒輪13嚙合，初級行星齒輪13與第一內齒圈14嚙合，第一內齒圈14固定在減速器機架15上，初級行星齒輪13連接在初級行星輪連接軸18上，初級行星輪連接軸18固定在第一行星架19上，第一行星架19與次級輸入軸20連接；次級輸入軸20與第二中心輪21連接，第二中心輪21與和它環形相布的次級行星齒輪22相嚙合，次級行星齒輪22與第二內齒圈23嚙合，第二內齒圈23固定在減速器機架15上，次級行星齒輪22連接在次級行星輪連接軸24上，次級行星輪連接軸24與第二行星架25連接，第二行星架25固定在減速器輸出軸26上，減速器機架15與減速器端蓋29連接，減速器輸出軸26通過第二軸承28和減速器端蓋29連接。

所述的變極電機定子3為雙鼠籠型轉子，從8U,8V,8W輸入時繞組按照△接法，變極電機為8極，能夠獲得一個轉速；當從4U,4V,4W輸入時，繞組為2Y接法，變極電機變為4極電機，能夠獲得另一個轉速。

所述的外部控制用雙向晶閘管32的接通與否，通過開關電源31去控制觸發雙向晶閘管32的控制極來實現，當給雙向晶閘管32觸發電壓，則雙向晶閘管32導通，當不給觸發電壓的時候，交流電壓過零自動關閉。

所述的初級行星輪連接軸18、次級行星輪連接軸24通過彈性擋圈與第一行星架19、第二行星架25連接。

所述的第一中心輪12、第二中心輪21通過階梯軸的軸肩進行定位。

本發明的有益效果為：1.變極電機30通過開關電源觸發雙向晶閘管32，用互鎖開關切換二個雙向晶閘管的導通與關斷，從而改變電機繞組接法就可以獲得二種轉速，雙向晶閘管是無觸點開關元器件，而如今市面上大都采用接觸器用作電路切換，但是接觸器是有觸點開關器件，時間久了可能導致觸點接觸不良，從而降低壽命，更換成本進一步提高，而采用雙向晶閘管耐用性更高，成本也將更低。

2.變極電機輸出軸10通過二級行星減速器進行扭矩放大，通過外部的電路切換就可以獲得二種輸出扭矩，現在的純電動汽車用電機都是采用變頻裝置調節獲得連續的轉速輸出，系統復雜且控制成本也較高，本發明通過變極電機30與減速器為一體大大縮小了電動汽車轉速控制系統的體積，為電動汽車用變極電機提供一個方向。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是變極電機定子截面示意圖。

圖3是變極電機轉子截面示意圖。

圖4是72槽變極電機繞組原理圖。

圖5是本發明的外部控制電路圖。