[发明专利]直流永磁无刷编码式变速电机

权利要求书

1.一种直流永磁无刷编码式变速电机，是内转子多速电机，包括有定子、永磁转子、用于变速的磁保持继电器、电机轴及端盖组成，其特征在于：转子由外表面装有一组永磁体12的固定在电机轴15上的圆柱体构成，定子由定子外壳16和安装在定子外壳内部的开有线槽14的定子铁芯13构成，定子绕组装在定子线槽内并用槽楔11将线槽口封堵，在电机内部的定子铁芯13与端盖21之间装有磁保持继电器7、8、9作为变速控制器件，磁保持继电器7、8、9中又分别包含有三个同时动作的触点组7a、7b、7c和8a、8b、8c及9a、9b、9c，三相定子绕组中的每相定子绕组均由两个总匝数相同、绕组导线直径相同、绕组导线总截面积相同的相绕组单元组成，各相绕组单元之间及整个相绕组与定子线槽之间均设有绝缘层，每一个相绕组单元都能独立作为完整的相绕组使用，通过输入一组不同值的六位二进制编码即六个高低电平组合的数据组，控制三个磁保持继电器或六个普通电磁继电器的不同开关状态，实现对每相绕组中的两个相绕组单元的串联、并联以及对三相绕组总的接成星形或三角形的连接方式的变换实现电机三个速度级别的变换，整个变速动作过程中由机外的管理系统预先切断电机动力电源，待变速完成后自动恢复供电，以免磁保持继电器触电烧毁，一速运行时，每相绕组中的两个相绕组单元分别串联，并且三相绕组接成星形；二速运行时，每相绕组中的两个相绕组单元分别并联，并且三相绕组接成星形；三速运行时，每相绕组中的两个相绕组单元分别并联，并且三相绕组接成三角形，直流永磁无刷编码式变速电机由多个转子和相对应的多个定子构成多单元直流永磁无刷编码式变速电机。

2.根据权利要求1所述的直流永磁无刷编码式变速电机，其特征在于：所述的磁保持继电器与相绕组单元的组合关系是磁保持继电器7、8、9中的7a、7b、7c的触头②和③分别接通其余触头断开、8a、8b、8c的触头①和②均为断开状态、9a、9b、9c的触头②和③分别接通其余触头断开，各相绕组单元的连接状态为：2a、2b、2c的首头分别与A、B、C三相电源连接，2a的尾头与3a的首头连接，2b的尾头与3b的首头连接，2c的尾头与3c的首头连接，即2a与3a串联、2b与3b串联、2c与3c串联，同时3a、3b、3c的尾端连接在一起，即三相绕组总的连接方式为星形，此时为第一速；磁保持继电器7a、7b、7c的触头①和②分别接通，8a、8b、8c的触头①和②分别接通，9a、9b、9c的触头②和③分别接通时，各相绕组单元的连接状态为：2a、2b、2c的首头分别与A、B、C三相电源连接，2a的尾头与3a的尾头连接，3a的首头与2a的首头连接，2b的尾头与3b的尾头连接，3b的首头与2b的首头连接，2c的尾头与3c的尾头连接，3c的首头与2c的首头连接，即2a与3a并联、2b与3b并联、2c与3c并联，同时2a、2b、2c、3a、3b、3c的尾端连接在一起，即三相绕组总的连接方式为星形，此时为第二速；磁保持继电器7a、7b、7c的触头①和②分别接通，8a、8b、8c的触头①和②分别接通，9a、9b、9c的触头①和②分别接通时，各相绕组单元的连接状态为：2a、2b、2c的首头分别与A、B、C三相电源连接，2a的尾头与3a的尾头连接，3a的首头与2a的首头连接，2b的尾头与3b的尾头连接，3b的首头与2b的首头连接，2c的尾头与3c的尾头连接，3c的首头与2c的首头连接，即2a与3a并联、2b与3b并联、2c与3c并联，同时3a的尾端与2c的首端连接、3b的尾端与2a的首端连接、3c的尾端与2b的首端连接，即三相绕组总的连接方式为三角形，此时为第三速。

3.根据权利要求2所述的直流永磁无刷编码式变速电机，其特征在于：所述的电机定子中的三相定子绕组中每一相的电参数完全相同且三相绕组在电机定子中的分布对称。

4.根据权利要求3所述的直流永磁无刷编码式变速电机，其特征在于：所述的磁保持继电器外部安装有磁屏蔽层，磁保持继电器与磁屏蔽层之间装有绝缘层，全部磁保持继电器的控制线由一根带有屏蔽层的多芯电缆引出。

5.根据权利要求1所述的直流永磁无刷编码式变速电机，其特征在于：所述电机定子铁芯边缘的三个专用凹槽内固定有三个霍尔转子位置传感器以保证电机运行平稳可靠，并且电机定子绕组中装有温度传感器，用来监测绕组温度。

6.根据权利要求1、2、4所述的直流永磁无刷编码式变速电机，其特征在于：所述的多组直流永磁无刷编码式变速电机是由一、二或三个转子和一、二或三个定子构成一、二或三单元直流永磁无刷编码式变速电机。