电机的调速装置的制作方法

本实用新型属于机械部件技术领域，具体涉及一种电机的调速装置。

背景技术：

永磁无刷电动机具有结构简单、运行可靠、体积小、质量小、损耗少、效率高，以及电动机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点，因为应用范围极为广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域，尤其在电动车辆中得到了广泛的应用。

但是，传统的永磁无刷电动机无法改变电机的磁通量，因而无法具备电动车辆要求的等功率调速特性，使电动机的机械特性的高效区不能覆盖电动车实际使用工况的变化范围，导致能量的转化效率低，极不经济。故本领域技术人员研发了一种具有两个或者两个以上永磁转子的永磁无刷电动机，通过转子之间的相对转动来改变气隙，达到调节磁链的目的，可是其调速机构的设计十分复杂，零件极多，导致既需要开大量的模具，使制造成本居高不下，又增大了装配难度，同时工作可靠性不高，并且需要额外消耗电能，导致续航能力大大降低。

并且，传统的调速装置仅能使发生相对转动的永磁转子从开始一直持续地相对转动，不具备低速锁止的功能，而根据汽车实际情况，车辆需要在低速时恒扭矩，而达到设定转速以上时恒功率，这也是永磁无刷电动机一直未解决的技术难题。

解决以上问题成为当务之急。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种电机的调速装置，能够在转动速度低于设定的最低转速和高于设定的最高转速时，两个永磁转子之间不会发生相对转动，使电机保持恒扭矩，转动速度介于设定的最低转速和最高转速之间时，两个永磁转子之间能够发生一定角度的相对转动，使电机保持恒功率。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种电机的调速装置，其要点在于：包括可相对转动的底座和穿设在该底座上的棘轮，该棘轮与底座同轴设置，在所述底座上设置有可使所述棘轮相对底座转动的转角调节机构，在所述棘轮上设有至少一个止动缺口，在所述底座上设有与该止动缺口相适应的锁止机构，所述棘轮和底座之间连接有复位机构，该复位机构使所述棘轮相对底座反转回位；所述转角调节机构包括至少一个角度调节片组，每个角度调节片组均包括设置在所述底座上的销轴以及至少一块沿销轴轴向设置并可相对其转动的离心调节片，该离心调节片可使所述棘轮相对底座转动；在所述底座上固定连接有一个与其同轴设置的第一永磁转子。

采用以上结构，将棘轮固套在电机转轴上，当电机转轴的转速较低时，锁止机构不受离心力的影响，锁止底座和棘轮，即固定在底座上的第一永磁转子和固定在电机转轴上的第二永磁转子之间不会发生相对转动，当电机转轴的转速增大到一定程度后，锁止机构受离心力的影响，解锁底座和棘轮，即第一永磁转子和第二永磁转子能够发生相对转动，此时离心调节片在离心力的作用下相对销轴转动，进而带动棘轮相对底座转动，使第一永磁转子和第二永磁转子之间相对转动，在这一阶段，电机转轴的转速越快，第一永磁转子和第二永磁转子之间的相对转动角度越大，当离心调节片与底座抵接时，其不再相对销轴转动，使棘轮相对底座的相对转动角度不再变大，即第一永磁转子和第二永磁转子的相对转动角度不再继续变大，当电机转轴的转速继续增大，第一永磁转子和第二永磁转子之间的相对转动角度一直保持其最大相对转动角度；本调速装置能够在转动速度低于设定的最低转速和高于设定的最高转速时，固定在底座上的第一永磁转子和固定在电机转轴上的第二永磁转子之间不会发生相对转动，保证了电机的恒扭矩，转动速度介于设定的最低转速和最高转速之间时，第一永磁转子和第二永磁转子之间能够发生一定角度的相对转动，相对转动的角度随着转速的增大而增大，保证了电机的恒功率，当转动速度逐渐降低时，在复位机构的作用下第一永磁转子和第二永磁转子相对反向转动，最终回到初始位置，结构简单可靠，工作状态稳定，零部件少，既减少开模数量，节约生产成本，又易于装配，而且不需要额外消耗电能，保持电动车的续航能力，具有极高的实用性。

作为优选：各个离心调节片能够使棘轮转动的最大角度各不相同。采用以上结构，实现了利用离心调节片的离心力对棘轮和底座的相对转动角度的调节，使固定在底座上的第一永磁转子和固定在电机转轴上的第二永磁转子发生相对转动。

作为优选：在所述离心调节片上均设有向外的凸起，每块所述离心调节片向外转动到极限位置时其凸起均与所述底座的内壁抵接，且每个角度调节片组的每块离心调节片具有的凸起的凸出长度自下而上或者自上而下依次增大。采用以上结构，实现了利用离心力对棘轮和底座的相对转动角度的线性化调节，改善了对第一永磁转子和第二永磁转子相对转动角度的调节效果，保证了电机的恒功率。

作为优选：所述角度调节片组为两组，其相对地设置在所述棘轮的两侧。采用以上结构，使对棘轮和底座的相对转动角度更加稳定、可靠，进而使固定在底座上的第一永磁转子和固定在电机转轴上的第二永磁转子之间的相对转动更加稳定、可靠。

作为优选：所述棘轮包括圆盘，在该圆盘的一侧盘面上设置有一个沿其轴线向外延伸的圆柱体形的凸台，在所述圆盘另一侧盘面上设有两根与所述凸台延伸方向相反的立柱，两根所述立柱的轴线均与圆盘的轴线平行，在所述凸台上沿其轴线设有贯穿的圆柱形的安装孔，在该凸台的侧表面上设有弹簧卡口。采用以上结构，棘轮通过安装孔套设在电机转轴上，在电机转轴的带动下转动，转速较低时，锁止机构嵌入止动缺口，将棘轮锁止，转速逐渐增大，锁止机构在离心力的作用下脱离止动缺口，离心调节片拨动棘轮的立柱，使棘轮相对底座转动，电机转轴的转速越快，棘轮相对底座的转动角度越大，当转速大于一定值后，离心调节片与底座的侧壁抵接，不再继续带动棘轮相对底座转动，转速继续增大，棘轮相对底座的转动角度始终保持不便，当转速减小时，棘轮在复位机构的作用下相对底座反向转动，最终回到初始位置。

作为优选：在两根所述立柱相对的内侧面上均形成与所述安装孔相适应的圆弧形的内陷部。采用以上结构，有效增加棘轮与电机转轴的接触面积，使二者更加贴合，防止出现相对滑动。

作为优选：在所述安装孔内设有限位键，该限位键位于所述凸台的内表面上沿其轴线方向延伸到其中一根所述立柱的内侧面上。采用以上结构，配合带动棘轮转动的电机转轴上的键槽，使二者可靠连接，不会出现相对滑动或转动，使棘轮能够可靠地被电机转轴带动。

作为优选：所述止动缺口为两个，两个该止动缺口以圆盘盘面的直径为中心线对称设置。采用以上结构，在低速转动时，防止其发生顺时针或者逆时针的相对转动，保证了电机电机转轴在低速的恒扭矩。

作为优选：所述锁止机构为两组，每组锁止机构包括止动块和复位压簧，所述止动块均可转动地设置在所述底座上，所述复位压簧的两端分别与所述底座与止动块抵接，使所述止动块能够嵌入所述止动缺口。采用以上结构，结构巧妙、可靠，工作稳定性高，在低速转动时，止动块嵌入止动缺口，使棘轮不会相对底座转动，当转速较高时，止动块受离心力的作用，使止动块脱离止动缺口，棘轮可相对底座转动。

作为优选：所述复位机构包括套设在所述凸台上的涡旋弹簧，在所述凸台的侧表面上设有用于固定所述涡旋弹簧一端的弹簧卡口，所述涡旋弹簧的另一端与所述底座固定连接。采用以上结构，当转速降低时，棘轮在涡旋弹簧的复位拉力的作用下，相对底座反向转动回位，即使固定在底座上的第一永磁转子和固定在电机转轴上的第二永磁转子回到初始位置，不再具有相对转动角度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用本实用新型提供的电机的调速装置，结构新颖，易于实现，能够在转动速度低于设定的最低转速和高于设定的最高转速时，固定在底座上的第一永磁转子和固定在电机转轴上的第二永磁转子之间不会发生相对转动，保证了电机的恒扭矩，转动速度介于设定的最低转速和最高转速之间时，第一永磁转子和第二永磁转子之间能够发生一定角度的相对转动，相对转动的角度随着转速的增大而增大，保证了电机的恒功率，当转动速度逐渐降低时，在复位机构的作用下第一永磁转子和第二永磁转子相对反向转动，最终回到初始位置，结构简单可靠，工作状态稳定，零部件少，既减少开模数量，节约生产成本，又易于装配，而且不需要额外消耗电能，保持电动车的续航能力，具有极高的实用性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为图2中离心调节片转动到最大位置的结构示意图；

图4为棘轮一个视角的结构示意图；

图5为棘轮另一个视角的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2和图4所示，一种电机的调速装置，包括底座1和穿设在该底座1上的棘轮2，该棘轮2与底座1同轴设置，在所述底座1上设置有两组相对的转角调节机构3，该转角调节机构3可使所述棘轮2相对底座1转动，在所述棘轮2上设有两个相对的止动缺口22，其以圆盘21盘面的直径为中心线对称设置，在所述底座1上设有与该止动缺口22相适应的锁止机构4，该锁止机构在电机转轴6的转速较低时使棘轮2不会相对底座1转动，所述棘轮2和底座1之间连接有复位机构5，该复位机构5使所述棘轮2相对底座1反转回位；在所述底座1上固定连接有一个与其同轴设置的第一永磁转子7，该第一永磁转子7在底座1的带动下同轴转动，实现其与固套在电机转轴6发生相对转动。

请参见图1～图3，所述转角调节机构3包括两组角度调节片组31，其相对地设置在所述棘轮1的两侧，每组角度调节片组31均包括设置在所述底座1上的销轴311以及至少一块沿销轴311轴向设置并可相对其转动的离心调节片312，该离心调节片312可使所述棘轮2相对底座1转动。各个离心调节片312能够使棘轮2转动的最大角度各不相同，即在每个离心调节片312上均设有向外的凸起312a，每块所述离心调节片312向外转动到极限位置时其凸起312a均与所述底座1的内壁抵接，且每个角度调节片组31的每块离心调节片312具有的凸起312a的凸出长度自下而上或者自上而下依次增大。

请参见图4和图5，所述棘轮2包括圆盘21，在该圆盘21的一侧盘面上设置有一个沿其轴线向外延伸的圆柱体形的凸台23，在所述圆盘21另一侧盘面上设有两根与所述凸台23延伸方向相反的立柱24，两根所述立柱24的轴线均与圆盘21的轴线平行，在所述凸台23上沿其轴线设有贯穿的圆柱形的安装孔25，在该凸台23的侧表面上设有弹簧卡口26。在两根所述立柱24相对的内侧面上均形成与所述安装孔25相适应的圆弧形的内陷部27，在所述安装孔25内设有限位键28，该限位键28位于所述凸台23的内表面上沿其轴线方向延伸到其中一根所述立柱24的内侧面上。

请参见图2，所述锁止机构4为两组，每组锁止机构4包括止动块41和复位压簧42，所述止动块41均可转动地设置在所述底座1上，所述复位压簧42的两端分别与所述底座1与止动块41抵接，使所述止动块41嵌入所述止动缺口22，防止在电机转轴6转速较小时，棘轮2相对底座1顺时针或者逆时针转动。

请参见图1，所述复位机构5包括套设在所述凸台23上的涡旋弹簧51，该涡旋弹簧51的一端卡入所述弹簧卡口26，另一端通过螺栓与所述底座1固定连接，当棘轮2发生相对底座1的转动时，对棘轮2和底座1持续施加使二者回位的拉力。

本实用新型的工作过程如下：

将棘轮2和第二永磁转子8固套在电机转轴6上，当电机转轴6的转速较低时，锁止机构4的止动块41受的离心力小于复位压簧42的作用力，此时止动块41嵌入止动缺口22，锁止底座1和棘轮2，使固定在底座上的第一永磁转子7和固定在电机转轴6上的第二永磁转子8之间不会发生相对转动。

当电机转轴6的转速增大到一定程度后，锁止机构4的止动块41受的离心力大于其所述复位压簧42的作用力，止动块41向外转动，解锁底座1和棘轮2，使固定在底座上的第一永磁转子7和固定在电机转轴6上的第二永磁转子8能够发生相对转动，此时离心调节片312在离心力的作用下相对销轴311转动，进而带动棘轮2相对底座1转动，随着电机转轴6的转速逐渐增大，凸起312a最长的离心调节片312先与底座1的内侧壁抵接，其它的离心调节片312随着电机转轴6的转速逐渐增大继续转动，从凸起312a长的离心调节片312到凸起312a短的离心调节片312依次与底座1的内侧壁抵接，棘轮2相对底座1的相对转动角度逐渐增大，即固定在底座上的第一永磁转子7和固定在电机转轴6上的第二永磁转子8之间具有的相对转动角度逐渐增大。

当电机转轴6的转动速度大到使凸起312a最短的离心调节片312也与底座1的内侧壁抵接时，此时棘轮2相对底座1相对转动角度达到最大，电机转轴6的转动速度继续增大，棘轮2只会保持与底座1的最大相对转动角度，即固定在底座上的第一永磁转子7和固定在电机转轴6上的第二永磁转子8保持最大相对转动角度。

当电机转轴6的转动速度逐渐减小时，棘轮2在涡旋弹簧51的作用下相对底座1反向转动，并带动离心调节片312反向转动，最终底座1、棘轮2和离心调节片312的相对位置都回到初始状态，固定在底座上的第一永磁转子7和固定在电机转轴6上的第二永磁转子8不再具有相对转动角度。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。