[实用新型]水冷双速电机及其控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别是涉及一种用于电动汽车上的大扭矩水冷双速电机及其控制系统。

背景技术

现今，人们越来越珍惜能源和重视保护环境，电动汽车以其在节能、环保等多方面的优势正在逐步替换和取代着燃油车辆。

驱动电机在电动汽车上是作为驱动汽车行驶的必要和重要部件。电机在运行的时候会产生大量的热量，若不及时散发出去会影响电机的效率（一般情况，温度每升高10℃，电机定子绕组线圈的电阻会增加4%，使线圈的铜耗增大，从而降低驱动电机的效率）。一般较小型的电机是利用风冷的方式来使电机机壳表面的温度降低以达到散热作用，但对于如10～12米电动公交/旅游大巴汽车用的大扭矩的驱动电机来讲，若还是采用风冷的方式，其散热效果就比较差，通常电机的工作温度达90℃，影响电机效率、降低电机寿命。风冷方式的电机壳外部一般会设置散热片，占用的体积太大，这样对于电动汽车有限的空间来说，造成汽车底盘布置困难。

另一方面，汽车在起动时需要驱动电机具有较大扭矩，在正常行驶时又需要驱动电机具有较高的转速，而现有技术中的具有单一额定转速的驱动电机很难达到这一需求。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种效率高、工作温度低、寿命长的大扭矩水冷双速电机及其控制系统。

本实用新型的技术方案是：本实用新型包括电机机壳、前端盖、后端盖、定子组件、转子组件、电机轴、接线盒，所述机壳周圈设置多个轴向的冷却水通道，所述机壳旁侧设有与所述冷却水通道相通的进水接口和出水接口，所述机壳两端面设置有连通相邻两个冷却水通道的导水槽，以便使冷却循环水自进水接口流入，依次流过每个冷却水通道后再经出水接口流出；所述前端盖和所述后端盖与所述机壳之间设置有水密封垫圈；所述定子组件的定子绕组包括高速绕组和低速绕组。

所述接线盒设置于所述后端盖后部，所述高速绕组的接线端子和所述低速绕组的接线端子均自所述接线盒向电机后方引出。

所述高速绕组包括星形联接的第一线圈、第二线圈、第三线圈，所述低速绕组包括第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈、第六线圈，所述第一线圈与所述第四线圈串联连接，所述第二线圈与所述第五线圈串联连接，所述第三线圈与所述第六线圈串联连接，其中第一线圈、第二线圈、第三线圈的线径大于第四线圈、第五线圈、第六线圈的线径。

电机的控制系统包括转速传感器、电机控制器和切换开关，所述转速传感器设置于所述后端盖上并与所述电机轴相连接，所述转速传感器用来检测电机的转速并将电机转速信号传给所述电机控制器，所述电机控制器通过所述切换开关分别与高速接线端子和低速接线端子电连接。

所述切换开关包括两个接触器,其中一个接触器主触头对应连接所述低速接线端子和所述电机控制器的电源输出端子，另一个接触器主触头对应连接所述高速接线端子和所述电机控制器的电源输出端子，两个所述接触器的电磁线圈连接所述电机控制器的控制回路。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在电机机壳上设置循环冷却水通道，采用水冷的方式对电机进行散热，因为水是很好的冷却介质，具有比空气大得多的比热和导热系数，因此散热效果显著，可使电机工作温度不超过70℃，从而减少电机线圈铜耗（与风冷方式相比可降低铜耗8%），进而使电机具有较高的工作效率；另一方面，因采用水冷方式散热，电机机壳外表面不再设置散热片，减小了电机的外形尺寸和重量，使汽车底盘利于布置，且因重量的减轻能节约电池能源，可延长电动汽车的续驶里程；本实用新型将接线盒设置于后端盖后部，与将接线盒设置于机壳上部的电机来比较，可使电机在汽车底盘的高度方向上利于布置，并且方便电机接线。

本实用新型按两个额定转速点设计成具有双绕组的双速电机，它的定子绕组由高速绕组和低速绕组组成，其中高速绕组由线径较大的三个线圈采用星形形成，可通过较大电流而不致产生过多热量，降低线圈铜耗，低速绕组由另外三个线径较小的线圈与高速绕组的三个线圈串联形成，由于电机的最大转矩跟线圈的匝数成正比，所以本实用新型的电机在低速时具有较大转矩，而在高速时具有较小的转矩，根据公式：功率=转矩×转速/9545，本实用新型双速电机在高速时和低速时具有大致相近的较小的功率，这样就会大大降低电机控制系统的成本；另一方面，本实用新型具有两个额定的转速，拓宽了电机在全速度区域内运行时的高效率区，用于10～12米电动公交/旅游大巴上不需要变速箱和减速箱，直接通过传动轴驱动后桥使汽车行驶，电机的温升大大降低，延长了电机的寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构简图；