专利名称：一种直流无刷电机变速箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动机械装置，更具体地说，本实用新型涉及一种电 机带动的变速箱。
技术背景直流无刷电机以永磁材料作转子材料，以位置传感器、电子控制线路取代 了传统碳刷换向器，实现了电子换向。其克服了传统直流电机的碳刷、滑环的 结构复杂和故障率高的缺点，运转更平稳、噪音低，使用寿命更长，更耐颠簸震动；由于没有励磁功率和碳刷、滑环之间摩擦的机械损耗，能够节省电能、 还消除了电火花无线干扰，因而特别适合于爆炸性危险区域。理论上，直流无刷电机可以采用变频PWM无级调速，这样可以使其工作 稳定性提高，调速精度提高、调速范围更宽、适应电压范围更宽，转矩特性得 到优化，保证高、中、低速转矩性能不变，且能在高频次、快速启动等场合， 实现瞬时正反向切换，达到稳定可靠的制动性能和很强的过载能力。变频PWM 分时供电还能进一步降低直流无刷电机的能耗，提高比功率(即功率、体积之 比)。但是，实际中，仅仅采用变频PWM对直流无刷电机进行无级调速，往往 难以满足负载的动力要求，尤其是在需要大变速比的变速箱情况下，无级变速 不但是多余的甚至可能是有害的，此时直流无刷电机只能采用有限级数的变速。 这样，在遇到负载扭矩突然剧增甚至完全杜塞转动的情况下，线圈中的电流就 会急剧增加导致电机发生过流震荡、乃至烧毁，因此，防止直流无刷电机驱动 的变速箱的损坏就成为亟待解决的问题。而目前，直流无刷电机上防止过流的置多仅采用限流电路、以减少线圈中电流。但是，在变速箱的大机械负荷情况 下，完全杜塞转动可能会在电机中激励产生出数倍的过流，仍然可能损伤乃至 烧毁电机。发明内容针对现有技术的上述缺点，本实用新型的目的是要提供一种直流无刷电机 变速箱，其具有如下优点可以允许变速箱通电停转而不会烧坏电机。为此，本实用新型的技术解决方案是一种直流无刷电机变速箱，所述无刷 电机通过传动机构连接着变速箱，所述无刷电机包括线圈式定子、永磁体的转 子、位置传感器、电极换向电路，而所述电极换向电路包括与所述位置传感器 相连接的信号放大电路、与信号放大电路输出端相连接的堵转延时控制电路、 与堵转延时控制电路输出端相连接的驱动电路，所述驱动电路为2个或2个以 上且其输出端分别与相应数目的定子线圈相连接；所述堵转延时控制电路包括 相互连接/制约的过流断电电路和延时启动电路。本实用新型的改进，在电极换向电路中采用包括过流断电电路、延时启动 电路的堵转延时控制电路，正常状态下，其控制电路中的延时启动电路维持其 后连接的驱动电路有规律地向不同的定子线圈换向供电，但当其过流断电电路 在检测到定子线圈中存在过电流后，立即控制其输出端连接的驱动电路实现断 开线圈电源，从而在通电且变速箱突然停转的突发情况下，避免了过电流对电 机线圈的可能损坏；而且，控制电路中的延时启动电路在截断定子线圈供电的 情况下，自动进行断流计时，当计时达到规定时段后，此时，电机中的过流震 荡完全消除、线圈得到充分冷却后，延时启动电路又会控制其输出端连接的驱 动电路向电机线圈提供启动电源，驱动电机试着重新启动变速箱、解除变速箱 的停转；但如再次启动仍然受阻，控制电路中的过流断电电路又检测到线圈中的过电流，又会重复控制驱动电路断开线圈电源，避免过电流对电机线圈的损 坏；同时，控制电路中的延时启动电路重复进行断流计时，达到规定断流时段 后，延时启动电路重复控制驱动电路向电机线圈提供启动电源并试着再次启动 变速箱，……。经过若干次上述的周期过程，在变速箱通电停转而又不烧坏电 机情况下，本实用新型往往使得变速箱逐步克服和解除堵转负荷，重新开始正常运转。延时时段为5-15秒， 一般常取7-9秒。 本实用新型的具体改进还包括为了获得准确、快捷、灵便、数字化的转换控制，所述位置传感器为磁敏 感性的霍尔传感器。所述位置传感器为线性霍尔传感器、或开关式霍尔传感器。为了能在驱动电路中断供电电路情况下，将线圈中激励出来的高压旁路弓I 流到地线中去而不致损伤主电路，所述驱动电路输出端与相应定子线圈的连接 节点上还连接有接地的旁路电容。在本实用新型的基本优点支持下，为了适应变速箱的多种机械负荷要求， 所述变速箱具有多档变速比的离合器。总之，本实用新型齿轮变速箱可用于载荷变化较大场合来传递动力，变速 箱长时间通电停转而不会烧坏电机，而且使用寿命长、变速自由、具有长时间 堵转而不烧电机的堵转保护功能。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。
图1为本实用新型直流无刷电机变速箱的主要电路实施例的示意图。 图2为本实用新型直流无刷电机变速箱实施例的整体结构剖视示意图。
具体实施方式
如图1、 2，所示为本实用新型直流无刷电机变速箱的主要电路实施例的示意图。所述无刷电机10包括在绕线架110上缠有线圈L1、 L2的定子ll、带永 磁体120、壳体121的转子12、位置传感器13、电极换向电路14 (安装在定子 或定子的连体物上)，所述位置传感器13为开关式磁敏感型的霍尔传感器。所 述电极换向电路14包括与所述位置传感器13相连接的信号放大电路140、与 信号放大电路140输出端相连接的堵转延时控制电路141、与堵转延时控制电 路141输出端相连接的驱动电路142，所述驱动电路142为2个且其输出端分 别与2个定子线圈Ll、 L2相连接；所述堵转延时控制电路141包括相互连接 和制约的过流断电电路141A和延时启动电路141B。所述驱动电路142输出端与相应定子线圈Ll、 L2的连接节点上还连接有 接地的旁路电容C1、 C2。如图2，所示为本实用新型直流无刷电机变速箱实施例的整体结构示意图。 所述无刷电机10通过转轴15连接着变速箱20，所述变速箱20中安装有多个 变速齿轮付21、且具有多档变速比的离合器(未予详示)以及传动轴22。
权利要求1. 一种直流无刷电机变速箱，所述无刷电机通过传动机构连接着变速箱，所述无刷电机包括线圈式定子、永磁体的转子、位置传感器、电极换向电路，其特征在于所述电极换向电路包括与所述位置传感器相连接的信号放大电路、与信号放大电路输出端相连接的堵转延时控制电路、与堵转延时控制电路输出端相连接的驱动电路，所述驱动电路为2个或2个以上且其输出端分别与相应数目的定子线圈相连接；所述堵转延时控制电路包括相互连接/制约的过流断电电路和延时启动电路。
2、 如权利要求l所述直流无刷电机变速箱，其特征在于所述位置传感器 为磁敏感性的霍尔传感器。
3、 如权利要求l所述直流无刷电机变速箱，其特征在于所述位置传感器 为线性霍尔传感器、或开关式霍尔传感器。
4、 如权利要求l所述直流无刷电机变速箱，其特征在于所述驱动电路输 出端与相应定子线圈的连接节点上还连接有接地的旁路电容。
5、 如权利要求l所述直流无刷电机变速箱，其特征在于所述变速箱具有 多档变速比的离合器。
专利摘要本实用新型涉及一种直流无刷电机变速箱，所述无刷电机通过传动机构连接着变速箱，所述无刷电机包括线圈式定子、永磁体的转子、位置传感器、电极换向电路，而所述电极换向电路包括与所述位置传感器相连接的信号放大电路、与信号放大电路输出端相连接的堵转延时控制电路、与堵转延时控制电路输出端相连接的驱动电路，所述驱动电路为2个或2个以上且其输出端分别与相应数目的定子线圈相连接；所述堵转延时控制电路包括相互连接/制约的过流断电电路和延时启动电路。本实用新型具有如下优点可以允许变速箱通电停转而不会烧坏电机。
文档编号H02H7/085GK201113874SQ20072012162
公开日2008年9月10日 申请日期2007年7月16日 优先权日2007年7月16日
发明者简伟松 申请人:简伟松