[实用新型]智能换挡变矩调速电机

说明书

技术领域

本实用新型属于特种电机技术领域，涉及一种智能换挡变矩调速电机。

背景技术

随着节能环保型新能源汽车不断发展以及特种工业设备的需要，具有调速范围宽、扭矩可变范围大、效率高的新型节能电机正日益受到用户的热捧。目前，为了满足汽车启动时的大扭矩需要，现有的新能源汽车用直驱电机一般只能选择具有更大功率等级的电机，这样既不节约成本，也无法更好的发挥电机的高效节能作用，更无法降低电机的体积和重量；而即使这样，现有电机也还难以满足汽车运行速度所需要的宽调速范围。

实用新型内容

本实用新型的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种结构简单、体积小、使用方便、系统可根据负载变化的需要提高电机的输出扭矩适应范围并同时满足负载对电机输出转速宽范围调速需求的智能换挡变矩调速电机。

为解决上述技术问题，本实用新型的实现方案是这样的：

一种智能换挡变矩调速电机，由调速电机、与调速电机输出端配装的带有换挡机构的变速箱以及控制器组成，变速箱输出轴处设置有转速传感器，转速传感器的转速信号输出端与控制器的信号输入端连接，控制器的换挡控制端与变速箱的换挡控制端连接，控制器的调速控制端与调速电机的控制端连接。调速电机的调速和变速箱的换挡，均由控制器检测到的负载变化情况及控制指令自动换挡调速来适应负载所需要的扭矩和转速。

本实用新型的技术方案还包括：变速箱与调速电机为一体化直接连接构成。

本实用新型的技术方案还包括：控制器与变速箱及调速电机为一体化直接连接构成。

本实用新型的技术方案还包括：控制器与调速电机及变速箱为各自独立体设计结构。

本实用新型的技术方案还包括：调速电机的调速和变速箱的换挡均由控制器根据负载变化情况及控制指令自动调速、换档来适应负载所需要的扭矩和转速。

本实用新型的技术方案还包括：调速电机启动或低速运行时，变速箱处于减速比等于N的减速挡位，N为＞1的任意数；当变速箱的负载所需的转速高于换档设定值时，由控制器向变速箱发出换档指令，换档机构自动将档位转换到变速比等于M的高速档位，M为≤1的任意数。

上述智能换挡变矩调速电机结构在中，变速箱内部设有高、低速转换的空挡位而没有离合器，变速箱内部可以设置锁止位或不设置锁止位

实际工作中，控制器接收上级系统管理指令并反馈信息，并对自身系统工作状态信息进行采样以控制调速电机的输出扭矩和转速，同时控制变速箱的换挡。具体操作过程如下：

一、当控制器检测到负载转矩大于系统设定的重负载换档扭矩，且变速箱输出转速低于重负载换档转速设定值时，变速箱执行由高速到低速的换档动作，其换档过程如下：控制器控制调速电机使输出为空载状态，再使变速箱脱离高速档位进入空档位，然后控制器将调速电机的转速调控到与变速箱的输出转速相匹配的转速，控制器再控制变速箱从空档位变换到低速档位，电机进入正常运行模式；

二、当控制器检测到负载扭矩小于系统设定的轻负载换档扭矩，且变速箱输出转速高于轻负载换档转速设定值时，变速箱执行由低速到高速的换档动作，换档过程如下：控制器控制调速电机使其输出为空载状态，再使变速箱脱离低速档位进入空档位，然后控制器将调速电机的转速调控到与变速箱的输出转速相匹配的转速，控制器再控制变速箱从空档位变换到高速档位，电机进入正常运行模式。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

1、本实用新型的调速电机和变速箱均由同一个控制器进行控制，调速和转矩变换自适应调节，可以根据负载需要提高电机的输出转矩，同时满足负载对电机输出转速调速范围宽的需求，成本低，外控信号简单；

2、本实用新型采用调速电机与变速箱一体化设计，安装简单、重量轻、对外接口少、使用方便、故障率低；

3、本实用新型中的变速箱不需要离合器，完全由控制器根据系统设定的换挡扭矩或换挡转速值自动控制完成换挡动作，挡位少、体积小、系统的可靠性和效率高。

附图说明

图1是本实用新型的一个具体实施例——智能换挡变矩调速电机的变速箱在减速挡位的结构示意图。

图2是该智能换挡变矩调速电机中的变速箱在空挡位的结构示意图。

图3是该智能换挡变矩调速电机中的变速箱在直接输出挡位的结构示意图(变速箱在速比为1:1时的直接输出位)。

图中各数字标号名称分别是：1―调速电机，2―变速箱，21―换挡机构，22―输出轴，3―控制器，4―转速传感器。

具体实施方式