電動自行車用自轉碳刷調速永磁外轉子輪箍直流電機的製作方法

2024-02-11 23:06:15

專利名稱：電動自行車用自轉碳刷調速永磁外轉子輪箍直流電機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於直流電機技術領域。
現國內生產的電動自行車用有碳刷永磁輪箍直流電機還必須配有機械減速和複雜的電子起動調速系統，故障多，正機成本太高；而較先進的無刷永磁輪箍直流電機，由於其構造複雜和昂貴的電子位置傳感系統，電子換向系統和電子起動調速系統，使其正機成本更高，故障也多。
本實用新型的目的提供一種結構簡單工作可靠，並能實現平滑起動無級調速成本低的永磁輪箍直流電機。
本實用新型的技術方案是固定電樞繞組(18)下在固定電樞鐵芯(17)精內和內藏端面式換向器(19)的對應換向片相連後，用絕緣粘合材料同心粘固在一起，其內徑用換向器鍵(24)固定在固定軸(28)中間後裝上換向器卡簧(23)。棘爪盤軸(2)的右大端面上裝置正、負各一個自轉碳刷(20)，二個自轉碳刷握(22)和二個自轉碳刷簧(21)；棘爪盤軸(2)的右大端外徑上等距離裝置二個棘爪(12)，在棘爪(12)中心對著圓心的連線上鑽孔後內裝二個離心柱(11)和二個離心柱簧(13)；其中一個自轉碳刷(20)的中心線和其中一個棘爪(12)的中心線相隔兩個極距；棘爪盤軸(2)左側外徑上裝置飛輪(5)滑環鍵(3)滑環(4)，滑環(4)的兩道導電環分別和正、負自轉碳刷(20)相連；滑環(4)的右端裝置滑環軸承(10)，滑環軸承(10)的外徑裝在端蓋(15)的內徑裡；滑環(4)上的正、負導電碳刷(6)導電碳刷簧(7)導電碳刷連體刷握(9)固定在刷杆(8)上，刷杆(8)固定在電動自行車架上；棘爪盤軸(2)內徑裝有二盤軸承(1)，軸承(1)內徑裝配在固定軸(28)左邊；棘爪盤軸(2)上的飛輪(5)和電動自行車的鏈相連；棘爪盤軸(2)的右大端外徑和端蓋(15)內徑每有1毫米左右間隙。釹鐵硼永磁極外轉子輪箍(16)上的8個N極(或S極、設計給定的極對數)的中心對應端蓋(15)的內徑上加工和棘爪(12)配合分離，卡住的8個等距離分布的同步棘齒(14)。端蓋(15)和釹鐵硼永磁極外轉子輪箍(16)同心固定在一起。釹鐵硼永磁極外轉子輪箍(18)外圓兩側各有一排幅條孔，內徑裝置一盤輪箍軸承(26)，輪箍軸承(28)內徑裝配在固定軸(28)的右側；釹鐵硼永磁極外轉子輪箍(16)上有一起鑄造的磁軛和粘固的8對釹鐵硼永磁鋼。
把釹鐵硼永磁外轉子輪箍(16)上幅條孔裝上幅條鋼圈內外胎後裝在電動自行車的驅動後輪的位置上，騎乘電動自行車時，先腳踏帶動傳動鏈而帶動飛輪(5)轉動時，也一起帶動棘爪盤軸(2)，滑環(4)，棘爪(12)，離心柱(11)，離心柱簧(13)自轉碳刷(20)自轉碳刷簧(21)自動碳刷握(22)轉動，由於兩棘爪(12)在離心柱簧(13)離心柱(11)的作用下卡住端蓋(15)上的某兩個同齒棘齒(14)，故端蓋(15)釹鐵硼永磁極外轉子輪箍(16)也一起轉動，使電動自行車行走，完成了起動。此時通過導電碳刷(6)滑環(4)向自轉碳刷(20)輸入直流電，自轉碳刷(20)和內藏端面式換向器(19)的相對運動使直流電變成交變電流輸送給固定電樞繞組(18)產生旋轉磁場、電磁力矩，推動釹鐵硼永磁極外轉子輪箍(16)按自轉碳刷(20)的轉速旋轉，使電動自行車行走。當腳踏加快帶動飛輪(5)棘爪盤軸(2)，滑環(4)棘爪(12)離心柱(11)離心柱簧(13)自轉碳刷(20)自轉碳刷簧(21)自轉碳刷握(22)轉動至100轉／分(設計給定轉速)左右時，離心柱(11)離心柱簧(13)獲得的離心力使棘爪(12)和同步棘齒(14)不能分離，此時釹鐵硼永磁極外轉子輪箍(16)帶動自轉碳刷(20)同步轉動而使轉速升到180轉／分(設計額定轉速)，停止腳踏，完成了調速到額定轉速。
本實用新型採用額定功率160W，額定電壓36V，額定電流4．5A，額定轉速180轉／分8對釹鐵硼永磁極直流電機。
本實用新型結構簡單，工作可靠，由自轉碳刷(20)和固定不轉的內藏端面式換向器(19)組成的起動調速系統和直流電機於一體，其成本是有刷永磁輪箍直流電機和電子起動調速設備成本的三分之一左右；是無刷永磁輪箍直流電機和電子位置傳感系統，電子換向系統，電子起動調速系統成本的五分之一左右。由於大幅度降低了成本，有利於無汙染、低噪聲環保型電動自行車的推廣。
說明書附圖中的

圖1是本實用新型的半剖裝配主視圖。圖1中的零件序號如下所示軸承(1)，棘爪盤軸(2)，滑環鍵(3)，滑環(4)，飛輪(5)，導電碳刷(6)，導電碳刷簧(7)，刷杆(8)，導電碳刷連體刷握(9)，滑環軸承(10)，離心柱(11)，棘爪(12)，離心柱簧(13)，同步棘齒(14)，端蓋(15)，釹鐵硼永磁極外轉子輪箍(16)，固定電樞鐵芯(17)，固定電樞繞組(18)，內藏端面式換向器(19)，自轉碳刷(20)，自轉碳刷簧(21)，自轉碳刷握(22)，換向器卡簧(23)，換向器鍵(24)，波形墊圈(25)，輪箍軸承(26)，螺母(27)，固定軸(28)。
圖2是棘爪盤軸(2)和自轉碳刷(20)，自轉碳刷簧(21)，自轉碳刷握(22)離心柱簧(13)離心柱(11)棘爪(12)的主視圖和A-A剖視圖。
圖3是滑環的主剖視圖和左視圖。
圖4是內藏端面式換向器(19)和固定電樞鐵芯(17)，固定電樞繞組(18)的左視圖。
權利要求1.一種永磁輪箍直流電機，包括殼體，永磁極，電樞鐵芯，電樞繞組，換向器，碳刷，刷握，軸承，軸等，其特徵是固定電樞繞組(18)下在固定電樞鐵芯(17)槽內和內藏端面式換向器(19)的對應換向片相連後，用絕緣粘合材料同心粘固在一起，其內徑用換向器鍵(24)固定在固定軸(28)中間後裝上換向器卡簧(23)。棘爪盤軸(2)的右大端面上裝置正、負各一個自轉碳刷(20)，二個自轉碳刷握(22)和二個自轉碳刷簧(21)；棘爪盤軸(2)的右大端外徑上等距離裝置二個棘爪(12)，在棘爪(12)中心對著圓心的連線上鑽孔後內裝二個離心柱(11)和二個離心柱簧(13)；其中一個自轉碳刷(20)的中心線和其中一個棘爪(12)的中心線相隔兩個極距；棘爪盤軸(2)左側外徑上裝置飛輪(5)滑環鍵(3)滑環(4)，滑環(4)的兩道導電環分別和正、負自轉碳刷(20)相連；滑環(4)的右端裝置滑環軸承(10)，滑環軸承(10)的外徑裝在端蓋(15)的內徑裡；滑環(4)上的正、負導電碳刷(6)導電碳刷簧(7)導電碳刷連體刷握(9)固定在刷杆(8)上，刷杆(8)固定在電動自行車架上；棘爪盤軸(2)內徑裝有二盤軸承(1)，軸承(1)內徑裝配在固定軸(28)左邊；棘爪盤軸(2)上的飛輪(5)和電動自行車的鏈相連；棘爪盤軸(2)的右大端外徑和端蓋(15)內徑留有1毫米左右間隙。釹鐵硼永磁極外轉子輪箍(16)上的8個N極(或S極、設計給定的極對數)的中心對應端蓋(15)的內徑上加工和棘爪(12)配合分離，卡住的8個等距離分布的同步棘齒(14)。端蓋(15)和釹鐵硼永磁極外轉子輪箍(16)同心固定在一起。釹鐵硼永磁極外轉子輪箍(16)外圓兩側各有一排幅條孔，內徑裝置一盤輪箍軸承(26)，輪箍軸承(26)內徑裝配在固定軸(28)的右側；釹鐵硼永磁極外轉子輪箍(16)上有一起鑄造的磁軛輪和粘固的8對釹鐵硼永磁鋼。
專利摘要本實用新型屬於直流電機技術領域。它由棘爪(12)離心柱(11),離心柱簧(13)控制的自轉碳刷(20)和固定不轉的內藏端面式換向器(19)的相對運動,使輸入的直流電變成交變電流輸送給固定電樞繞組(18)產生旋轉磁場、電磁力矩,推動釹鐵硼永磁極外轉子輪箍(16)按自轉碳刷(20)的轉速旋轉,實現起動調速到額定轉速。本實用新型結構簡單,工作可靠,成本低於現國內生產的各種永磁輪箍直流電機成本的三分之一以下。大幅度降低成本,有利於無汙染、低噪聲環保型的電動自行車推廣。
文檔編號H02K23/00GK2417627SQ0020005
公開日2001年1月31日 申請日期2000年1月3日 優先權日2000年1月3日
發明者歐陽寶武 申請人:歐陽寶武