[实用新型]三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车的电力驱动的动力装置，尤其适合将现有汽车改成油电混合动力汽车，能多挡变速、差速器安装在电机转子内部，减速器安装在电机端盖两侧，输出轴直接驱动车轮行驶的三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机。 

背景技术

目前，公知的电动汽车的电力驱动方式基本是绕组参数固定的内转子电机通过与变速箱连接差速器并带动传动轴驱动电动汽车，该技术虽比较成熟，但变速箱生产成本高，装配、维护复杂且占用了车身很大的空间，如需获得较大的转矩必须增大电动机的体积，如用改变电机绕组抽头的方式对电机运动状态进行控制，由于导线利用率低，必定会导致电机体积过大，成本过高，效率降低，安装繁琐。 

发明内容

为了克服现有的电动汽车用内转子电机体积大、效率低的不足，本实用新型提供一种电动汽车用三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体的高速电机，采用电转换开关变换电机绕组的连接方式，以适应电机的不同运行状态，提高电机效率和性能，采用把差速器安装在电机转子内部，行星减速器安装在电机端盖两侧的方法，进一步减小电机的体积。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：由电机转子、差速器、减速器、定子、电机轴、轴承、外壳及端盖组成，差速器安装在电机转子内，电机内安装电转换开关，转子上安装永磁体，绕组安装在定子上，减速器安装在电机端盖两侧，其两端分别与电机输出轴连接，三相绕组的每一相绕组均由多个相同的相绕组单元组成，每个相绕组单元的线圈匝数及绝缘导线的直径及总截面都相同，且每个相绕组单元都可独立的作为相绕组，相绕组单元之间用电转换开关进行串联或并联，当相绕组单元全部串联时用于电机起动，当相绕组单元串、并联混合时用于电机的加速，当相绕组单元全部并联时用于电机的全速运行，根据直流电机的基本公式：I＝(V-E)/R，其中I为电机电流，V为电源电压，E为电机反动势，R为电机电阻，在电机起动开始的瞬间，因电机处于静止状态，其反动势E为0.此时I＝(V-0)/R由此看出I很大，容易造成绕组烧毁，且电机效率很低，因此采取把多个绕组单元串联的方法，可以几倍地增加电机电阻的R值，同时每个绕组单元承受的电压也降低几倍，避免了电机起动的瞬时产生危险的大电流，并提高电机的起动效率，保障电机的可靠起动。电机起 动后的加速阶段，通过相绕组单元线圈的并联，可以使相绕组单元线圈上获得成倍或几倍的电压，同时并联后的电机总电阻也降为起动时的几分之一，由公式I＝(V-E)/R看出，相绕组单元上的电压增加及R减少，导致I的增加，再由三相电机的基本功率公式P＝√3IV看出，电机的输出功率增加了，功率大幅提升的结果必然是电机转矩及转速的增加，因为电机转矩T∝P。相绕组单元之间的串联或并联通过若干个电转换开关的接通或关断实现，并把电机由起动、加速到全速的过程分成几个挡位，由自动换挡调速器对相应的电转换开关实行控制，实现自动变挡。电转换开关动作时，电机上的电源自动断电，使电转换开关动作时无火花产生，保证电转换开关的可靠运行。电转换开关安装在电机壳内，三相电机电源线只有3根，电机生产简便。 

本实用新型的有益效果是，在输入电机的电源电压值不变的情况下，可以使加在电机相绕组单元上的电压成倍以至几倍地大范围变动，从而使电机在起动、加速以至全速运行时产生相应的电流、转矩与功率，实现可靠起动与高速运行的不同要求，差速器安装在电机转子内，减速器安装在电机端盖两侧的机电一体式结构减小了装置的体积。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1是本实用新型三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机电路原理图，以A相说明，其余B、C两相与此相同。 

图2是三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机单相一挡等效电路。 

图3是三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机单相二挡等效电路。 

图4是三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机单相三挡等效电路。 

图5是三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机第一个实施例的A相展开图，其余B、C两相与此相同。 

图6是三相无刷永磁三挡内转子变速差速一体电机第一个实施例的电机槽的剖面图。 

图7是第一个实施例三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机的局部剖面图。 

图8是第一个实施例三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机的纵向剖面图。 

图9是第二个实施例三相无刷永磁多挡内转子变速差速一体电机的纵向剖面图。