電動車用無刷雙動力直流電機的製作方法
2023-05-16 09:26:51 1
專利名稱：電動車用無刷雙動力直流電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動自行車用的無刷直流電機。
背景技術：
目前，公知的電動自行車用無刷直流電機繞組僅為三相星形接法，電機引出機體外的引出線為八根，五根供位置傳感器使用，三根是三相電機繞組的首端，引出電機機體後用於連接控制器的輸出電源，三相繞組的末端在電機機體內連為一體，而沒有引出機體外，形成固定的星形接法，無法實現星形/三角形轉換。該電機自身只有一擋速度，此擋速度較快，一般在二級平坦路面行駛。但在電動車起動、爬坡及重荷情況時電機只能以一種高速度運行，無法換擋，高速運行時難以形成大負荷強力矩輸出，使電機運行嚴重過載，難以帶動自行車正常行走，表現為馬力不足，電機堵轉發熱，影響重負荷情況下的正常工作。結果使電動車的蓄電池長時間大電流放電，造成電動車續行裡程縮短。長期使用會使蓄電池和電機的使用壽命大大縮短，同時提高了電動自行車的使用成本。
實用新型內容為了改善現有電動自行車用無刷電機的起動、爬坡及載荷能力，本實用新型要解決的技術問題是提供一種電動車用無刷雙動力直流電機，該電機不僅滿足在二級平坦路面快速行駛的要求，而且可以有效的改善電動車起動、爬坡及重負荷情況下的工作性能，重負荷時減速輸出強力矩，有效地滿足使用要求。
為了解決所述技術問題，本實用新型提供這樣的技術方案一種電動車用無刷雙動力直流電機，在電機的定子鐵芯上分布有三相對稱繞組，三相繞組的首端A1、B1、C1通過引線引出電機機體外，三相繞組的末端A2、B2、C2也通過引線引出電機機體外，同時將電機繞組匝數加倍。
其首端和末端都通過引線引出電機機體外，便於連接星形/三角形轉換電路，同時將繞組匝數加倍，使改造後正常時運行在三角形連接狀態的電動車，與改造前正常時運行在星形狀態的電動車相比較，電氣參數不變。
在正常的騎行條件下電機使用三角形接法，電機在高速狀態下運行，蓄電池處於正常放電狀態；在電動車起動、爬坡及重荷運行時，電機工作在低速狀態。由於在低速運行時同等的功率可得到更大的扭矩，有效適應大負荷運行要求，更能有效的遏制蓄電池大電流長時間放電。
與現有電動車用無刷直流電機相比，本實用新型提供的電動車用無刷雙動力直流電機，其首端和末端都通過引線引出電機機體外實現換檔，具有較顯著的有益效果，具體表現在由於低速大扭矩動力擋和快速檔的使用，電機具備兩種動力功能，有效的改善了電動車起動、爬坡及重荷的性能。遏制了蓄電池大電流長時間放電，使蓄電池小電流放電時間更充分，從而增加了電動車續行裡程，延長了產品的使用壽命，降低電動自行車的使用成本。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型雙動力直流電機的機械結構圖。
圖2是本實用新型雙動力直流電機實現連接轉換的電氣原理圖。
圖3是本實用新型雙動力直流電機實現連接轉換的示意圖。
圖4是本實用新型雙動力直流電機控制器的電氣原理圖。
具體實施方式
參見圖1，圖1表示了一種電動車用無刷雙動力直流電機，在它的定子鐵芯1上分布有三相對稱繞組2，A1、A2為電機三相繞組A相首末端；B1、B2為電機三相繞組B相首末端；C1、C2為電機三相繞組C相首末端。HA、HB、HC為電機位置檢測傳感器，Ha、Hb、Hc為位置檢測傳感器信號輸出端，+5V是傳感器的工作電源端，連接電機控制器。
三相繞組2的首端4通過引線引出電機機體3外，末端5也通過引線引出電機機體3外。
參見圖2，作為本實用新型的優選技術方案，在電機的定子鐵芯上分布的三相對稱繞組A1A2、B1B2、C1C2，連接控制繼電器ZJ，其首末端分別連接在控制繼電器ZJ的常閉觸點ZJ1兩端，常閉觸點ZJ1與繞組首端A1、B1、C1連接的一端，連接電機控制器的輸出電源端A、B、C，常閉觸點ZJ1與繞組末端A2、B2、C2連接的一端，與控制繼電器ZJ的常開觸點ZJ2連接，三組常開觸點ZJ2的另一端連在一起。具體可以這樣連接首端A1、B1、C1分別連接控制器的輸出電源A、B、C相，末端A2、B2、C2通過繼電器ZJ的常閉觸點ZJ1連接首端，A2與C1、B2與A1、C2與B1分別連接在相對應的常閉觸點組上，正常情況下，首端A1、B1、C1通過繼電器ZJ的常閉觸點ZJ1分別連接末端B2、C2、A2，構成三角形連接結構。
末端A2、B2、C2分別連接繼電器ZJ的常開觸點ZJ2，常開觸點ZJ2的另一端連接在一起，當需要低速運行時，繼電器ZJ接通，常開觸點閉合，繞組末端連接在一起，常閉觸點斷開，繞組首端直接連接控制器的電源A、B、C，電機構成星形連接結構。首末端A1、A2、B1、B2、C1、C2均通過引線引出機體外，通過連接轉換實現雙速，從而實現電機雙動力的目的。
圖3表示通過按鈕開關SA控制電動機兩檔工作的示意圖，按鈕開關SA設置在電動車車把上。SA斷開時被控制器定義為自動擋，SA閉合時被控制器定義為手動擋。直流接觸器ZJ設置在其配套的電機控制器中。
參見圖4所示，圖4是控制器控制雙動力直流電機工作的電氣原理圖。在電動自行車正常運行時，如按鈕開關SA沒有閉合則為自動擋，電動車在起動、爬坡和重荷時限流保護電路檢測到控制器輸出電流屬於保護值時主處理器發出指令使繼電器ZJ得電吸合，則繼電器ZJ的常閉觸點ZJ1斷開，常開觸點ZJ2閉合，電機繞組A2、B2、C2端通過常開觸點ZJ2連接在一起，電機繞組A1、B1、C1端則分別連接電機控制器的輸出端，電機處於星形接法，運行於低速狀態。
當電動車正常騎行時，控制器輸出電流低於保護值時，經延遲一段時間後主處理器發出指令使繼電器ZJ失電斷開，常開觸點ZJ2斷開，常閉ZJ1觸點閉合，電機繞組A1、B2端連接後與電源A相相連，繞組B1、C2連接後與電源B相相連，繞組C1、A2連接後與電源A相相連，A、B、C分別連接在電機控制器的輸出端，電機處於三角形接法，運行於高速狀態。
如按下按鈕開關SA貝為手動擋，主處理器發出指令使繼電器ZJ得電吸合，則常閉觸點ZJ1斷開，常開觸點ZJ2閉合，電機繞組A2、B2、C2端通過常開觸點ZJ2連接在一起，電機繞組A1、B1、C1端則分別與電機控制器連接，電機處於星形接法，運行於低速狀態。
為了保證電機星形/三角形連接轉換後，正常運行時工作在三角形連接狀態，而其電氣參數不變，將電機繞組匝數加倍，與先前電機正常運行時工作在星形連接狀態相比，具有相同的轉速、力矩等電氣參數，既保證了電機正常運行，又保證了電機兩種動力的轉換可實現。
權利要求1.一種電動車用無刷雙動力直流電機，在電機的定子鐵芯上分布有三相對稱繞組，三相繞組的首端(A1、B1、C1)通過引線引出電機機體外，其特徵在於三相繞組的末端(A2、B2、C2)也通過引線引出電機機體外，同時將電機繞組匝數加倍。
專利摘要本實用新型提供的電動車用無刷雙動力直流電機，涉及電動自行車用無刷直流電機領域。電動自行車用無刷電機，在電機的定子鐵芯上分布的三相對稱繞組，常規技術是將繞組末端連為一體置於機體內，首端通過引線引出機體外，連接方式固定，不可以實現星形/三角形變換。本方案的特徵在於三相對稱繞組的首端和末端都通過引線引出電機機體外，並將繞組匝數加倍。實現雙速，輸出雙動力。星形接法時電機運行於低速檔使其扭矩增大，改善電動車起動、爬坡及載荷能力；三角形接法時電機運行於快速檔，它能滿足騎行的速度要求。雙動力不同情況下的使用可以明顯延長電動車的續行裡程和蓄電池的使用壽命。
文檔編號H02P25/16GK2754258SQ200520113880
公開日2006年1月25日 申請日期2005年7月21日 優先權日2005年7月21日
發明者陳順德 申請人:陳順德