[实用新型]星轮变路器

说明书

一种星轮变路器，具有一套行星齿轮换向装置、一台变频控制器和一个变路开关，其中行星齿轮换向装置分为转向电刷式行星齿轮换向装置和固定电刷式行星齿轮换向装置两种不同的结构，其中行星齿轮换向装置中的微电机安装在换向轮的上面，换向轮与太阳轮良好啮合，微电机与转子机壳外的变频控制器相连接，驱动太阳轮的正反转，从而改变多路可变定子线圈的路数M，因此结构大大简化，仅相当直流电机换向器，没有复杂的电子设施，更没有价格昂贵、体积庞大的固态继电器，动作准确，安全可靠、不怕震动、成本低廉、且终生不用更换电刷，使得运行过程中成倍改变电机功率易如反掌，积极意义十分明显。

技术领域

本实用新型涉及一种安装在变功率电动机内部的变路器，特别是具有行星齿轮转向装置的变路器。

背景技术

我公司的发明专利申请变功率电动机(申请号2018108300318)和外转子变功率电动机(申请号2018108528678)公开了可成倍增大功率的变功率电动机，在电动汽车等领域中用途广泛。其中使用的电动变路器安装在电动机的外部，对于外转子变功率电动机，将电动变路器安装在机壳的外面，就必须从机轴的引线孔中引出更多的线缆，造成一定的困难。

发明内容

本实用新型的目的，就是要提供一种可以安装在机壳内部的变路器，这样就不必从机轴引线孔中引出多余的线缆，并且使用行星齿轮组合装置驱动，结构更简单、工作更可靠。

为达到上述技术目标，本实用新型所采取的技术方案是：星轮变路器具有一套行星齿轮换向装置、一台变频控制器和一个变路开关，其中行星齿轮换向装置中的微电机安装在换向轮的上面，换向轮与太阳轮良好啮合，微电机与转子外壳外面的变频控制器相连接，变频控制器驱动太阳轮的正反转，从而改变多路可变定子线圈的路数M。所述行星齿轮换向装置分为转向电刷式行星齿轮换向装置和固定电刷式行星齿轮换向装置两种不同的结构，转向电刷式行星齿轮换向装置由一个中心太阳轮、每相线圈上的两个带有电刷的行星轮及其换向电极板，以及一个微电机驱动的换向轮构成；其中电刷固定安装在行星轮上，微电机安装在换向轮的上面，换向轮与太阳轮良好啮合，微电机通过导线与转子外壳外面的变频控制器相连接，当变频控制器驱动太阳轮正反转时，固定在行星轮上的电刷就会随行星轮的转动而转动，因此形成转向电刷式行星齿轮换向装置，其具体的安装结构是：在多路可变定子线圈的每一相线圈上，两个行星轮安装在太阳轮的一侧，与太阳轮良好啮合，第二行星轮的电刷与第二段可变定子线圈的首端相连接，第二段可变定子线圈的尾端连接在中心板上，而第一行星轮的电刷连接在中心板上，第一段可变定子线圈的尾端连接在第一换向电极板上，而其首端连接在输入板上，第二换向电极板连接在输入板上。所述转向电刷式换向装置中的行星轮与换向电极板的安装位置必须一一对应，即第一行星轮安装在第一换向电极板的旁边，第二行星轮安装在第二换向电极板的旁边，并要求当变功率电动机的多路可变定子线圈的路数M＝1时，第二行星轮的电刷紧压在第一换向电极板上，而第一行星轮的电刷停在空挡上，从而第一段多路可变定子线圈和第二段多路可变定子线圈形成串联电路，此时为变功率电动机的标准运行状态；当多路可变定子线圈的路数M＝2时，变频控制器驱动太阳轮转动，令第一行星轮的电刷紧压在第一换向电极板上，第二行星轮的电刷紧压在第二换向电极板上，令第一段多路可变定子线圈和第二段多路可变定子线圈同时并联在输入板和中心板之间，从而形成多路共版并联电路，此时为变功率电动机的变功率运行状态。所述第一换向电极板和第二换向电极板之间具有间隔δ，由于两个电刷的转向是同步的，要求间隔δ的宽度满足：当第一行星轮的电刷转动到空挡上时，第二行星轮的电刷并未离开第二换向电极板而前端已在第一换向电极板的边缘，当变频控制器驱动行星轮继续转动时，第二行星轮的电刷便与第一换向电极板接触，同时跨接在第一和第二换向电极板上，并最终停留在第一换向电极板上，因此间隔δ又称过渡区。所述固定电刷式换向装置中共有4个电刷，四个电刷分别与第一段多路可变定子线圈以及第二段多路可变定子线圈的首尾两端直接相连，线圈和电刷都是固定不动的，在太阳轮的外面，间隔120 度设有三个行星轮，其中一个行星轮是换向轮，上面安装微电机，与机壳外面的变频控制器相连接，驱动太阳轮的正反转，另外两个行星轮起平衡作用，中心板呈环形设在太阳轮上，微电机设在换向轮上，两个换向电极板均设在太阳轮上，其中第一换向电极板和中心板相连通，第二换向电极板与第一换向电极板相平行，位置在第一换向电极板的上方，第二换向电极板和中心板不相连通。所述固定电刷式换向装置中的电刷与换向电极板之间的关系需满足如下条件：首先，换向电极板呈长方形，设在环形中心板的切线方向上，当多路可变定子线圈的路数M＝2时，令变频控制器驱动中心板转动到4个电刷均与换向电极板相垂直，其中第一段多路可变定子线圈的尾端连接在第一个电刷上，该电刷紧压在第一换向电极板上，此线圈的首端连接在输入板上，第二段多路可变定子线圈的首端与第二个电刷相连接，该电刷紧压在第二换向电极板上，此换向电极板通过另一个电刷连接到输入板上，第二段多路可变定子线圈的尾端与最后一个电刷相连接，此电刷紧压在环形中心板上，这样，第一段和第二段多路可变定子线圈就同时并联在输入板和中心板上，构成多路共板并联电路，此时为变功率电动机的变功率运行状态。所述固定电刷式换向装置和转向电刷式换向装置相同，第一换向电极板和第二换向电极板之间具有间隔δ，由于两个换向电极板均设在太阳轮上，转向是同步的，要求间隔δ的宽度满足：启动变频控制器，当第一换向电极板逆时针转动离开第一段多路可变定子线圈尾端的电刷到空挡上时，第二换向电极板并未离开与输入板连接的电刷，当转向轮继续转动时，第二换向电极板就同时跨接在第一段多路可变定子线圈尾端的电刷上和和第二段多路可变定子线圈首端的电刷上，则第一段和第二段多路可变定子线圈构成串联电路，此时为变功率电动机的标准运行状态。所述行星齿轮换向装置安装在外转子变功率电动机外壳的内部，其中太阳轮套装在定子支架的中心轴上，行星轮和换向轮均安装在定子支架上，微电机的控制线同各相电源线以及传感器线一并从电机轴的穿线孔中引出，与变频控制器相连接。所述微电机使用小功率直流电机，功率取值范围≤3w，且安装在定子支架中心轴附近，电机本身的外壳就是良好的电磁屏蔽罩，不必另加电磁屏蔽，与变功率电动机的磁场互不干扰，仍能准确执行变频控制器的指令。所述变频控制器和变路开关安装在操纵台上，其中变路开关具有两个开关位置，初始位置对应路数 M＝1的标准运行状态，当按下或旋转按钮时，对应的就是路数M＝2时的变功率运行状态。