[发明专利]一种用于电控机械式自动变速器的电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机，具体涉及一种机械式自动变速器的电机，即选换挡与离合器执行机构的动力源。

背景技术

电控机械式自动变速器（AMT）的控制执行机构一般有电－液/气和全电式两种类型，对于全电式电控机械式自动变速器，其控制执行机构由电机通过执行机构来推动选换档和离合器动作。由于电控机械式自动变速器选换档和离合器固有的特点，这种电机要求满足频繁起停，持续平稳，力量恒定，工作寿命长（120万次循环以上），调速范围宽，并适应高温与高寒（-40℃—120℃）。因此，必须设计一种专门的装置来为电控机械式自动变速器的控制执行机构提供稳定可靠的动力源。之前，由于电机性能的局限,电控机械式自动变速器没能得到实现产业化推广应用，开发适合电控机械式自动变速器控制特点的电机，是电控机械式自动变速器发展的必然要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于电控机械式自动变速器的电机，该电机能在自动变速器控制单元(TCU)的控制和驱动下,通过选换档和离合器机构的运动,完成变速器在不同工况下的自动换档功能，并能满足频繁起停，持续平稳，力量恒定，工作寿命长，调速范围宽，适应高温与高寒的要求。

本发明所述的一种用于电控机械式自动变速器的电机，包括外壳、设在外壳上面的连接器、与外壳内壁配合连接的定子磁轭、两块与定子磁轭配合连接的永磁体、两个对称的换向极、设在换向极上换向极绕组，还包括由旋转轴、转子绕组、换向器和转子铁芯构成的转子，转子的旋转轴的两端部通过轴承与外壳的两端配合连接，其特征是：

所述永磁体呈瓦状，其截面的外圆弧与内圆弧的圆心在一段直线的两端，即截面形状非对称；能有效地减小磁场谐波，使磁场分布更接近于正弦波，从而有效地抑制了电磁噪声。

所述转子铁芯为斜槽结构，即齿槽与转子的轴线偏斜一10－20°的夹角α，转子铁芯的各段硅钢片有不同的磁导方向，它们沿轴旋转方向依次递增扭转一角度，这样能有效地削弱或消除齿谐波磁场产生的谐波电势及附加转矩，以提高电机输出扭矩及运行平稳度。

所述转子绕组在同一极性下的换向片间设有均压线，以把电压相等的点连接起来，消除由于制造误差等原因造成的实际电压不均衡现象。

所述换向器采用宽度不等的换向片，使电刷与各换向片有不同的撞击周期以及振动频率，改变了采用等距的换向器片的共振特性，从而减少系统的振动和噪声。而电刷采用铜碳合成材料，保证电机寿命及寿命时间内性能的稳定性。

换向极与换向极绕组一起作用，抵消交轴磁场对主磁场的歪扭及换向元件电抗电势等的影响，改善换向条件,减小换向器上的火花。

本发明结构简单、功率密度高、效率高、起动速度快和可控性好等优点，除了具有一般永磁体直流有刷电机所具备的良好机械特性外，还具有转动惯量小、电磁力矩波动小、扭矩大、特性线性度好、响应快、振动和噪声小等特点，适合为AMT变速器选换挡和离合器执行机构提供动力。

附图说明

图1是本发明的外形示意图；

图2是本发明的截面图；

图3是电机转子的结构示意图；

图4是本发明的特性曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1、图2和图3所示的一种用于电控机械式自动变速器的电机，包括外壳1、设在外壳上面的连接器2、与外壳1内壁配合连接的定子磁轭4、两块与定子磁轭配合连接的永磁体5、两个对称的换向极8、设在换向极上换向极绕组7，还包括由旋转轴3、转子绕组6、换向器10和转子铁芯9构成的转子，转子的旋转轴3的两端部通过轴承与外壳1的两端配合连接：

所述永磁体5呈瓦状，其截面的外弧与内弧的圆心在一段直线的两端（不同心），即截面形状非对称；

所述转子铁芯9为斜槽结构，即齿槽与转子的轴线偏斜一夹角α；本例α为15°；

所述转子绕组6在同一极性下的换向片间设有均压线，以把电压相等的点连接起来，消除由于制造误差等原因造成的实际电压不均衡现象。

所述换向器10采用宽度不等的换向片，使电刷与各换向片有不同的撞击周期以及振动频率，改变了采用等距的换向器片的共振特性，从而减少系统的振动和噪声。而电刷采用铜碳合成材料，保证电机寿命及寿命时间内性能的稳定性。

换向极8与换向极绕组7一起作用，抵消交轴磁场对主磁场的歪扭及换向元件电抗电势等的影响，改善换向条件,减小换向器上的火花。

也可将齿槽与转子的轴线偏斜夹角α选择为15°，或者20°，即为另外的两个实施例。

本发明在12V电压条件下的性能特性如附图4，空载条件下，转速5660rpm，电流1.5A,堵转扭矩970mNm, 堵转电流52A,最大功率条件下,扭矩485mNm,转速2843rpm,电流20A,功率145W,效率46%, 最大效率条件下扭矩132mNm,转速4910rpm,电流8A,功率68W,率70%。