[实用新型]电动自行车用自转碳刷调速永磁外转子轮箍直流电机

说明书

本实用新型属于直流电机技术领域。

现国内生产的电动自行车用有碳刷永磁轮箍直流电机还必须配有机械减速和复杂的电子起动调速系统，故障多，正机成本太高；而较先进的无刷永磁轮箍直流电机，由于其构造复杂和昂贵的电子位置传感系统，电子换向系统和电子起动调速系统，使其正机成本更高，故障也多。

本实用新型的目的提供一种结构简单工作可靠，并能实现平滑起动无级调速成本低的永磁轮箍直流电机。

本实用新型的技术方案是固定电枢绕组(18)下在固定电枢铁芯(17)精内和内藏端面式换向器(19)的对应换向片相连后，用绝缘粘合材料同心粘固在一起，其内径用换向器键(24)固定在固定轴(28)中间后装上换向器卡簧(23)。棘爪盘轴(2)的右大端面上装置正、负各一个自转碳刷(20)，二个自转碳刷握(22)和二个自转碳刷簧(21)；棘爪盘轴(2)的右大端外径上等距离装置二个棘爪(12)，在棘爪(12)中心对着圆心的连线上钻孔后内装二个离心柱(11)和二个离心柱簧(13)；其中一个自转碳刷(20)的中心线和其中一个棘爪(12)的中心线相隔两个极距；棘爪盘轴(2)左侧外径上装置飞轮(5)滑环键(3)滑环(4)，滑环(4)的两道导电环分别和正、负自转碳刷(20)相连；滑环(4)的右端装置滑环轴承(10)，滑环轴承(10)的外径装在端盖(15)的内径里；滑环(4)上的正、负导电碳刷(6)导电碳刷簧(7)导电碳刷连体刷握(9)固定在刷杆(8)上，刷杆(8)固定在电动自行车架上；棘爪盘轴(2)内径装有二盘轴承(1)，轴承(1)内径装配在固定轴(28)左边；棘爪盘轴(2)上的飞轮(5)和电动自行车的链相连；棘爪盘轴(2)的右大端外径和端盖(15)内径每有1毫米左右间隙。钕铁硼永磁极外转子轮箍(16)上的8个N极(或S极、设计给定的极对数)的中心对应端盖(15)的内径上加工和棘爪(12)配合分离，卡住的8个等距离分布的同步棘齿(14)。端盖(15)和钕铁硼永磁极外转子轮箍(16)同心固定在一起。钕铁硼永磁极外转子轮箍(18)外圆两侧各有一排幅条孔，内径装置一盘轮箍轴承(26)，轮箍轴承(28)内径装配在固定轴(28)的右侧；钕铁硼永磁极外转子轮箍(16)上有一起铸造的磁轭和粘固的8对钕铁硼永磁钢。

把钕铁硼永磁外转子轮箍(16)上幅条孔装上幅条钢圈内外胎后装在电动自行车的驱动后轮的位置上，骑乘电动自行车时，先脚踏带动传动链而带动飞轮(5)转动时，也一起带动棘爪盘轴(2)，滑环(4)，棘爪(12)，离心柱(11)，离心柱簧(13)自转碳刷(20)自转碳刷簧(21)自动碳刷握(22)转动，由于两棘爪(12)在离心柱簧(13)离心柱(11)的作用下卡住端盖(15)上的某两个同齿棘齿(14)，故端盖(15)钕铁硼永磁极外转子轮箍(16)也一起转动，使电动自行车行走，完成了起动。此时通过导电碳刷(6)滑环(4)向自转碳刷(20)输入直流电，自转碳刷(20)和内藏端面式换向器(19)的相对运动使直流电变成交变电流输送给固定电枢绕组(18)产生旋转磁场、电磁力矩，推动钕铁硼永磁极外转子轮箍(16)按自转碳刷(20)的转速旋转，使电动自行车行走。当脚踏加快带动飞轮(5)棘爪盘轴(2)，滑环(4)棘爪(12)离心柱(11)离心柱簧(13)自转碳刷(20)自转碳刷簧(21)自转碳刷握(22)转动至100转／分(设计给定转速)左右时，离心柱(11)离心柱簧(13)获得的离心力使棘爪(12)和同步棘齿(14)不能分离，此时钕铁硼永磁极外转子轮箍(16)带动自转碳刷(20)同步转动而使转速升到180转／分(设计额定转速)，停止脚踏，完成了调速到额定转速。

本实用新型采用额定功率160W，额定电压36V，额定电流4．5A，额定转速180转／分8对钕铁硼永磁极直流电机。

本实用新型结构简单，工作可靠，由自转碳刷(20)和固定不转的内藏端面式换向器(19)组成的起动调速系统和直流电机于一体，其成本是有刷永磁轮箍直流电机和电子起动调速设备成本的三分之一左右；是无刷永磁轮箍直流电机和电子位置传感系统，电子换向系统，电子起动调速系统成本的五分之一左右。由于大幅度降低了成本，有利于无污染、低噪声环保型电动自行车的推广。