专利名称：一种电动车用带有开关磁阻转子极的自动变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动车领域开关磁阻电机的自动变速，特别是涉及一种电动车用带有开关磁阻转子极的自动变速器。
背景技术：
开关磁阻调速电动机系统(Switched Reluctance Driver,以下简称SRD)是以现代电力电子与微机控制技术为基础的机电一体化产品；它由开关磁阻电动机(SRM)与微机智能控制器两部分组成，在宽广的转速范围内效率都比较高，而且可以方便地实现四象限运行，控制灵活，节能效果好，无起动冲击电流有效保护蓄电池，起动转矩大，此外，还具有结构简单、坚固可靠，转子无磁体，允许较高温升，适应恶劣环境，成本低等优点。SRM电机的特征和操作在本领域是公知的，SRM电机结构具有双凸极，现有技术SRM电机的转子如图I所示都是由芯部和极组成，例如在开关磁阻电机设计及应用中描述，我们也可以在其他论文中获得不同相数SRM转子极与角度位置传感的关系。随着国际性能源紧缺和全球气侯升高，人类正在积极追寻更佳的驱动动力，特别是电动动力，它不但单位里程使用费低，而且符合低碳减排要求。当然本领域技术人员清楚的认识到，一种在路面运行的电动动力，它的能量受蓄电池容量限定，车辆运行速度与输出转矩是成反比例的，设计者在得不到解决方案的同时只有采用了满足其一要求而放弃另一补偿，例如该动力前提是满足速度，它的启动电流相对很高，而且在负载爬坡状态下出现效率下降甚至发热停机，造成蓄电池大电流放电，严重伤害其使用寿命。当高能量密度和系统效率为关键指标时，SRM电机是首选对象，通常设计者都很希望能够使较小单位体积和较少零件配置获得相同的效果，一种行星齿轮自动变速器目前广泛应用于汽车、摩托车领域，通过该技术结合电动车特征，技术人员未曾尝试过把变速器罩壳与转子极二者合二为一，将变速器作为SRM转子的芯部，在变速器罩壳外径周壁増加所谓SRM转子极。
发明内容
本发明发明人认识到一种电动车用带有开关磁阻转子极的自动变速器，将自动变速系统与开关磁阻转子极合成一体；产生效果是绝对的较小单位体积、较少质量，能够提高系统效率，且降低生产成本。本发明由所附独立权利要求限定，在从属权利的要求中描述本发明的优选特征。本发明一种电动车用带有开关磁阻转子极的自动变速器，有定位板、罩壳、转子极、行星齿轮、太阳轮、太阳轮固定板、主动盘、主动盘花键、拉簧、离心块组成，其特征在于罩壳外部有开关磁阻转子极，主动盘中心有轴承定位，定位板与罩壳底部固联，工作状态下，主轴始终是固定的。本发明一种电动车用带有开关磁阻转子极的自动变速器，可制作成轮毂式开关磁阻变速电机、侧挂式开关磁阻变速电机、差速开关磁阻变速电机和独立的变速电机与其他变速箱对接，可应用于电动汽车、电动三轮车、电动摩托车、电动自行车。本发明通过实施例解释其附属特征和构造
在一种形式中，所述的罩壳与转子极可用粉未冶金制成一体，另一种形式罩壳与转子极通过焊接制成一体，罩壳上部有齿圈，罩壳径向周壁上有与定子相对应的转子极，例如，定子是八极，转子为六极，定子的极弧为21度，转子极弧为23度，定子的叠片高度与转子极高是相等，而且安装是平衡的水平位置。所述的主动盘，其特征在于主动盘上部中心固联主动盘花键，下部中心安装轴承与主轴配合，主动盘上有行星齿轮轴孔安装行星齿轮和离心块限位柱安装离心块，行星齿轮轴孔安装行星齿轮有行星轮轴连接，上面装有垫圈；行星齿轮的安装数量根据所需动力匹配，电动二轮车由于负载较轻，可适用三只行星齿轮传动，电动三轮车、电动汽车可适用 三只以上六只以下行星齿轮，主动盘上的行星齿轮轴孔应与行星齿轮减速机构的行星齿轮所在位置对中。所述的离心块，离心块位于主动盘下方外部有三个成120度均匀摆布，离心块的其中一端有离心块限位柱定位，端口由卡簧限位，离心块的另一端始终是活动的，拉簧连接二个离心块相邻小孔，离心块与罩壳内径构成离合，离心块的结合转速由拉簧的直径与圈数调整，离心块的质量与离心块和罩壳的摩擦转矩直接相关，良好的匹配有助于提高SRM的系统效率，引用公知的摩托车离合器技术，离心块径向外半径R与罩壳内径的R相等或者稍少于罩壳内径的R，在匹配特定电机中，其特径在于电机额定功率小于一千瓦和应用于电动摩托车、电动自行车的，离心块厚度为小于等于12_，离心块的重量为100克以下；电机额定功率大于一千瓦的应用于电动三轮车、电动汽车上的，控制器的配置大于额定电压48V限流50A以上的，离心块厚度大于14mm，离心块重量大于100克。尽管前述方案不是绝对的，在变速本质上没有多大变化，但本领损域技术人员应清楚的认识到，作为传动的转子重量根据负载情况与电机额定功率明显作出变化，其结果可改变空载电流和运行电流。所述的定位板,定位板作用于变速器罩壳与定子的径向同心定位，其特征在于定位板径向周壁与罩壳内径密切配合，定位板螺纹孔与罩壳用螺丝固联，定位板中心安装轴承与主轴配合，轴承可上下任意安装，或者安装二个轴承，定位板与罩壳同歩转动。所述的太阳轮固定板，太阳轮固定板的二侧穿孔固定在变速箱或者电机壳体上，应用中可根据实际情况进行合理的匹配安装，由于SRM电机转子无磁阻，太阳轮固定板可以勿略单向驱动；双向驱动太阳轮固定板或者是双向驱动盘都可以应用于本专利技术的太阳轮固定。所述的主轴始终是固定的，尤其在工作状态下，主轴对主动盘、定位板的中心进行定位，主轴的设置是罩壳的中心，主轴穿过定位板、主动盘、主动盘花键，主轴固定在电机的箱体或者是端盖上，在特定的条件下，主轴的一端可以固定在作为主动齿轮部件的连接套上(尽管这个是不贴切的词，但可以进一步解释这个零件的一端必须是和变速器中的主动盘花键连接)，这种技术一般应用于独立的自动变速电机与其他的变速箱对接中。进一步说明罩壳的内齿圈和行星齿轮、太阳轮构成行星齿轮减速机构，罩壳为主动、太阳轮固定，行星齿轮从动，罩壳下部固联定位板，行星齿轮通过行星齿轮轴连接主动盘，主动盘上部中心固联主动盘花键，主动盘下部中心安装轴承，主动盘下部外围安装离心块与罩壳配合构成离合器，离心块由拉簧调质设定结合转速，太阳轮固定板的花键与太阳轮内花键套配合，因开关磁阻电机特性转子无永磁体，太阳轮固定板可忽略单向驱动，在这里引入201120040062. 7,201020523498. 7专利技术，主动齿轮内花键套与主动盘花键配合，主动齿轮在连接所传动的变速系统中可作为太阳轮主动与行星轮变速箱匹配或者通过过桥齿轮与减速箱匹配。再进一步说明有公 知的控制器与SRM电机匹配，本专利技术作为电机的转子安装在电机定子内径，转子极与罩壳连体(转子的极在与定子的极未对齐的位置具有很低的磁阻)，因此由罩壳直接驱动，电机工作中，在恒转矩区和串励特性区时，电机处于低速运行，此时主动盘下面的离心块在拉簧作用下，保持原状，与罩壳成分离状态，罩壳的传动路径为齿圈带动行星齿轮进行减速，然后带动主动盘，由主动盘花键带动主动齿轮系低速运行；当电机在恒功率区时，系高速运行，在离心力的作用下，离心块撑开与罩壳抱死，传动路径为罩壳直接带动主动盘同步运行,称之为高速挡。
图I是公知技术的开关磁阻电机转子；
图2 —种电动车用带有开关磁阻转子极的自动变速器示意 图3罩壳行星齿轮结构平面示意 图4是定位板示意 图5是离心块与拉簧、罩壳的平面结构示意具体实施例方式 本发明公开了一种电动车用带有开关磁阻转子极的自动变速器，如图2、图3、图5所示，有定位板9、罩壳I、转子极11、行星齿轮5、太阳轮6、太阳轮固定板3、主动盘2、主动盘花键21、拉簧8、离心块7组成，如图2、图3所示，其特征在于罩壳I外部有开关磁阻转子极11，如图2所示，主动盘2中心有轴承22定位，定位板9与罩壳I底部固联，工作状态下，主轴10始终是固定的。在一种形式中，如图2、图3所示，所述的罩壳I与转子极11可用粉未冶金制成一体，另一种形式罩壳I与转子极11通过焊接制成一体，如图3所示，罩壳I上部有齿圈12，如图2、图3所示，罩壳I径向周壁上有与定子相对应的转子极11，例如，定子是八极，转子为六极，定子的极弧为21度，转子极弧为23度，定子的叠片高度与转子极高是相等，而且安装是平衡的水平位置。如图2所示，所述的主动盘2，其特征在于主动盘2上部中心固联主动盘花键21，下部中心安装轴承22与主轴10配合，主动盘2上有行星齿轮轴孔安装行星齿轮5和离心块限位柱安装离心块7，行星齿轮轴孔安装行星齿轮5有行星轮轴51连接，上面装有垫圈51。行星齿轮5的安装数量根据所需动力匹配，电动二轮车由于负载较轻，可适用三只行星齿轮5传动，电动三轮车、电动汽车可适用三只以上六只以下行星齿轮，主动盘2上的行星齿轮轴孔应与行星齿轮减速机构的行星齿轮5所在位置对中。如图2图5所示，离心块7位于主动盘2下方外部有三个成120度均匀摆布，离心块7的其中一端有离心块限位柱定位，端口由卡簧限位，离心块7的另一端始终是活动的，拉簧8连接二个离心块相邻小孔，离心块7与罩壳I内径构成离合，离心块7的结合转速由拉簧8的直径与圈数调整，所述的离心块7，离心块7的质量与离心块7和罩壳I的摩擦转矩直接相关，良好的匹配有助于提高SRM的系统效率，引用公知的摩托车离合器技术，如图5所示，离心块7径向外半径R与罩壳I内径的R相等或者稍少于罩壳I内径的R，在匹配特定电机中，其特征在于电机额定功率小于一千瓦和应用于电动摩托车、电动自行车的，离心块7厚度为小于等于12_，离心块7的重量为100克以下；电机额定功率大于一千瓦的应用于电动三轮车、电动汽车上的，控制器的配置大于额定电压48V限流50A以上的，尚;L、块7厚度大于14μπ，尚;1_1、块7重星大于100克。
如图2、图4所示，所述的定位板9，定位板9作用于变速器罩壳I与定子的径向同心定位，其特征在于定位板9径向周壁92与罩壳I内径密切配合，定位板9螺纹孔93与罩壳I用螺丝固联，定位板9中心安装轴承91与主轴10配合，轴承91可上下任意安装，或者安装二个轴承91，定位板9与罩壳I同歩转动。如图2所示，所述的太阳轮固定板3，太阳轮固定板3的二侧穿孔31固定在变速箱或者电机壳体上，应用中可根据实际情况进行合理的匹配安装，由于SRM电机转子无磁阻，太阳轮固定板3可以勿略单向驱动；双向驱动太阳轮固定板或者是双向驱动盘都可以应用于本专利技术的太阳轮6固定。如图2所示，所述的主轴10始终是固定的，尤其在工作状态下，主轴10对主动盘
2、定位板9的中心进行定位，主轴10的设置是罩壳I的中心，主轴I穿过定位板9、主动盘
2、主动盘花键21，主轴10固定在电机的箱体或者是端盖上，在特定的条件下，主轴的一端可以固定在作为主动齿轮4部件的连接套上(尽管这个是不贴切的词，但可以进一步解释这个零件的一端必须是和变速器中的主动盘花键21连接)，这种技术一般应用于独立的自动变速电机与其他的变速箱对接中。如图2、图3所示，罩壳I的内齿圈12和行星齿轮5、太阳轮6构成行星齿轮减速机构，罩壳I为主动、太阳轮6固定,行星齿轮5从动,如图2所75,罩壳I下部固联定位板9,行星齿轮5通过行星齿轮轴51连接主动盘2，主动盘2上部中心固联主动盘花键21，主动盘2下部中心安装轴承22，如图5所示，主动盘下部外围安装离心块7与罩壳I配合构成离合器，离心块7由拉簧8调质设定结合转速，离心块与拉簧间的安装在本领域是公知的，如图
2、图3所示，太阳轮固定板3的花键与太阳轮6内花键套61配合，因开关磁阻电机特性转子无永磁体，太阳轮固定板3可忽略单向驱动，在这里引入201120040062. 7,201020523498. 7专利技术，主动齿轮4内花键套与主动盘花键21配合，主动齿轮4在连接所传动的变速系统中可作为太阳轮主动与行星轮变速箱匹配或者通过过桥齿轮与减速箱匹配。有公知的控制器与SRM电机匹配，本专利技术作为电机的转子安装在电机定子内径，如图2、图3所示，转子极11与罩壳I连体(转子的极11在与定子的极未对齐的位置具有很低的磁阻)，因此由罩壳I直接驱动，电机工作中，在恒转矩区和串励特性区时，电机处于低速运行，如图2所示，此时主动盘2下面的离心块7在拉簧8作用下，保持原状，与罩壳I成分离状态，如图2、图3所示，罩壳I的传动路径为齿圈12带动行星齿轮5进行减速，然后带动主动盘2，由主动盘花键21带动主动齿轮4系低速运行；当电机在恒功率区时,系高速运行，在离心力的作用下，离心块7撑开与罩壳I抱死，传动路径为罩壳I直接带动主动盘2同步运行,称之为高速挡。技术人员可以理解，在不脱离本发明的情况下可以对公开的配置进行适当调整，因此，如上描述的实例仅用于示例而不是限制之目的，本领域的技术人员清楚地认识到，在不明 显改变上述操作情况下可以对配置或者安装工艺进行小的修改达到相同之目的，本发明由权利要求书作出限制。
权利要求
1.一种电动车用带有开关磁阻转子极的自动变速器，有定位板(9)、罩壳(I)、转子极(11)、行星齿轮(5)、太阳轮(6)、太阳轮固定板(3)、主动盘(2)、主动盘花键(21)、拉簧(8)、离心块(7)组成，其特征在于罩壳(I)外部有开关磁阻转子极(11)，主动盘(2)中心有轴承(22)定位，定位板(9)与罩壳I底部固联，工作状态下，主轴(10)始终是固定的。
2.如权利要求I所述的一种电动车用带有开关磁阻转子极的自动变速器，其特征在于所述的罩壳(I)与转子极(11)可用粉未冶金制成一体，另一种形式罩壳(I)与转子极(11)通过焊接制成一体，罩壳(I)上部有齿圈(12)，罩壳(I)径向周壁上有与定子相对应的转子极(11)。
3.如权利要求I所述的一种电动车用带有开关磁阻转子极的自动变速器，其特征在于所述的主动盘(2)上部中心固联主动盘花键(21)，下部中心安装轴承(22)与主轴(10)配合，主动盘(2 )上有行星齿轮轴孔安装行星齿轮(5 )和离心块限位柱安装离心块(7 )。
全文摘要
一种电动车用带有开关磁阻转子极的自动变速器，有定位板、罩壳、转子极、行星齿轮、太阳轮、太阳轮固定板、主动盘、主动盘花键、拉簧、离心块组成，其特征在于罩壳的外部有开关磁阻转子极，主动盘中心有轴承定位，定位板与罩壳底部固联，工作状态下，主轴始终是固定的。
文档编号F16H49/00GK102628504SQ20121013062
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者金碧波 申请人:金碧波