电动汽车用变极电机与二级齿轮减速器为一体的换挡系统的制作方法

本发明涉及电动汽车变速换挡技术领域，具体涉及电动汽车用变极电机与二级齿轮减速器为一体的换挡系统。

背景技术：

电动汽车目前是国内外研究的重点，欧美国家电动汽车变速换挡主要运用交流感应电机，由于我国的稀土资源较为丰富，中国目前仍然是以永磁同步电机为主体，然而应用交流感应电机的难点在于高功率的逆变器及控制。电动汽车用高容量蓄电池供电，通过电机直驱，或者通过变频器变频实现对电机的调速，再通过减速器实现扭矩的放大，从而满足电动汽车的需求，但是电动汽车用的变频器核心元件逆变器通常非常昂贵，控制也很难，再者普通交流感应电机只可以在一种极数下调频，所以获得的转速范围也由此变窄。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供电动汽车用变极电机与二级齿轮减速器为一体的换挡系统，具有结构简单，控制方便，体积小等优点。

为了达到上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

电动汽车用变极电机与二级齿轮减速器为一体的换挡系统，包括一体化的变极电机30、二级行星减速箱，变极电机定子3共有72槽，变极电机转子1有58槽，通过改变变极电机定子绕组的结构获得二种转速，变极电机30的共引出六个接线端，供外部三相电接入，通过接线端上下二种不同的连接而获得不同的转速，外部连接用双向晶闸管32切换电路，双向晶闸管32为无触点开关，通过一个开关电源31输出俩路直流电压去控制二个双向晶闸管32的控制极，二路控制电压用互锁开关切换。

所述的变极电机30的变极电机转子1与变极电机输出轴10连接，和变极电机转子1配合的变极电机定子3固定在变极电机30的外壳11上，变极电机输出轴10的一端通过第一轴承9支撑在密封端盖8上，密封端盖8连接在外壳11上，变极电机输出轴10的端头连接有风扇7，风扇7外设有变极电机端盖6，变极电机端盖6和外壳11的一端连接，外壳11的另一端与减速器机架15连接固定，变极电机输出轴10的另一端与第一中心轮12连接，第一中心轮12与和它环形相布的初级行星齿轮13啮合，初级行星齿轮13与第一内齿圈14啮合，第一内齿圈14固定在减速器机架15上，初级行星齿轮13连接在初级行星轮连接轴18上，初级行星轮连接轴18固定在第一行星架19上，第一行星架19与次级输入轴20连接；次级输入轴20与第二中心轮21连接，第二中心轮21与和它环形相布的次级行星齿轮22相啮合，次级行星齿轮22与第二内齿圈23啮合，第二内齿圈23固定在减速器机架15上，次级行星齿轮22连接在次级行星轮连接轴24上，次级行星轮连接轴24与第二行星架25连接，第二行星架25固定在减速器输出轴26上，减速器机架15与减速器端盖29连接，减速器输出轴26通过第二轴承28和减速器端盖29连接。

所述的变极电机定子3为双鼠笼型转子，从8u,8v,8w输入时绕组按照△接法，变极电机为8极，能够获得一个转速；当从4u,4v,4w输入时，绕组为2y接法，变极电机变为4极电机，能够获得另一个转速。

所述的外部控制用双向晶闸管32的接通与否，通过开关电源31去控制触发双向晶闸管32的控制极来实现，当给双向晶闸管32触发电压，则双向晶闸管32导通，当不给触发电压的时候，交流电压过零自动关闭。

所述的初级行星轮连接轴18、次级行星轮连接轴24通过弹性挡圈与第一行星架19、第二行星架25连接。

所述的第一中心轮12、第二中心轮21通过阶梯轴的轴肩进行定位。

本发明的有益效果为：1.变极电机30通过开关电源触发双向晶闸管32，用互锁开关切换二个双向晶闸管的导通与关断，从而改变电机绕组接法就可以获得二种转速，双向晶闸管是无触点开关元器件，而如今市面上大都采用接触器用作电路切换，但是接触器是有触点开关器件，时间久了可能导致触点接触不良，从而降低寿命，更换成本进一步提高，而采用双向晶闸管耐用性更高，成本也将更低。

2.变极电机输出轴10通过二级行星减速器进行扭矩放大，通过外部的电路切换就可以获得二种输出扭矩，现在的纯电动汽车用电机都是采用变频装置调节获得连续的转速输出，系统复杂且控制成本也较高，本发明通过变极电机30与减速器为一体大大缩小了电动汽车转速控制系统的体积，为电动汽车用变极电机提供一个方向。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是变极电机定子截面示意图。

图3是变极电机转子截面示意图。

图4是72槽变极电机绕组原理图。

图5是本发明的外部控制电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

参照图1、图2、图3、图4、图5，电动汽车用变极电机与二级齿轮减速器为一体的换挡系统，包括一体化的变极电机30、二级行星减速箱，变极电机定子3共有72槽，变极电机转子1有58槽，为双鼠笼型转子，从8u,8v,8w输入时绕组按照△接法，变极电机为8极，可以获得一个转速，当从4u,4v,4w输入时，绕组为2y接法，变极电机30变为4极电机，可以获得另一个转速，所以可以通过改变定子绕组的结构获得二种转速，对应二种不同的输出扭矩，变极电机30的共引出六个接线端，供外部三相电接入，外部三相电输入分为六个输出接到二个双向晶闸管32的六个输入端口，双向晶闸管32的六个输出三三分别对应三相电接到变极电机30的六个输入端口，双向晶闸管32为无触点开关，通过一个开关电源31输出二路直流电压去控制二个双向晶闸管32的控制极，二路控制电压用互锁开关切换，比传统的接触器更加安全可靠，寿命更长。

所述的变极电机30的变极电机转子1与变极电机输出轴10通过平键连接，变极电机转子1上的槽内插有导条2，导条2俩端通过端环4焊接在一起，和变极电机转子1配合的变极电机定子3固定在变极电机30的外壳11上，变极电机输出轴10的一端通过第一轴承9支撑在密封端盖8上，密封端盖8通过螺栓连接在外壳11上，变极电机输出轴10的端头通过平键连接有风扇7，风扇7外设有变极电机端盖6，变极电机端盖6通过螺栓和外壳11的一端连接，外壳11上焊接有散热片5，外壳11的另一端与减速器机架15用螺栓连接固定，变极电机输出轴10的另一端与第一中心轮12通过平键连接，第一中心轮12与四个和它环形相布的初级行星齿轮13啮合，初级行星齿轮13与第一内齿圈14啮合，第一内齿圈14通过第一定位套筒16、外套筒17固定在减速器机架15上，初级行星齿轮13连接在初级行星轮连接轴18上，初级行星轮连接轴18固定在第一行星架19上，第一行星架19为中空结构，减轻质量，第一行星架19通过平键与次级输入轴20连接；变极电机30输出的扭矩经过第一中心轮12与初级行星齿轮13啮合将扭矩传输到初级行星轮连接轴18上，初级行星轮连接轴18的输出扭矩再通过第一行星架19将扭矩传输到次级输入轴20，次级输入轴20与第二中心轮21利用平键连接，第二中心轮21与四个和它环形相布的次级行星齿轮22相啮合，次级行星齿轮22与第二内齿圈23啮合，第二内齿圈23通过外套筒17、第一定位套筒16以及第二定位套筒27固定在减速器机架15上，次级行星齿轮22连接在次级行星轮连接轴24上，次级行星轮连接轴24与第二行星架25连接，第二行星架25固定在减速器输出轴26上，从而将次级输入轴20输出的扭矩传输到减速器输出轴26上输出，减速器机架15通过螺栓与减速器端盖29连接，减速器输出轴26通过第二轴承28和减速器端盖29连接；从而通过切换电机的绕组结构，获得俩种不同的转矩和转速输出。

所述的外部控制用双向晶闸管32的接通与否，通过开关电源31去控制触发双向晶闸管32的控制极来实现，当给双向晶闸管32触发电压，则双向晶闸管32导通，当不给触发电压的时候，交流电压过零自动关闭。

所述的初级行星轮连接轴18、次级行星轮连接轴24通过弹性挡圈与第一行星架19、第二行星架25连接。

所述的第一中心轮12、第二中心轮21通过阶梯轴的轴肩进行定位。

本发明的工作原理为：外部通过双向晶闸管32切换变极电机30的绕组接入，让变极电机30在不同的极对数下工作，从而获得不同的转速和转矩，变极电机30的输出转矩带动第一中心轮12转动，进而带动初级行星齿轮13旋转，初级行星齿轮13带动第一行星架19转动，第一行星架19带动次级输入轴20转动，次级输入轴20带动第二中心轮21转动，进而带动次级行星齿轮22转动，次级行星齿轮22带动第二行星架25转动，第二行星架25将扭矩输出到减速器的输出轴26上，从而完成扭矩的放大与传递。