[发明专利]大功率防振动高稳定性机电一体转换器

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种转换开关电器，尤其适用于对电动机绕组进行串、并联或混合连接的一种大功率防振动高稳定性机电一体转换器。 

技术背景

目前，在永磁无刷电动机通过对其特制的绕组进行串、并联或混合连接实现变速、变力矩(即变档电动机)的技术领域，相关专利介绍了用于电机绕组不同连接方式的转换开关电器，这些开关电器可以分成两大类型：一类是机械操作开关，如凸轮控制器，需要手动控制其开关状态；另一类是电控操作开关，如电力半导体器件可控硅(无触点开关)、普通继电器(或接触器)或磁保持继电器，上述所涉及到的开关理论上能满足变挡变速需求，但在电机的狭小空间内，对电机绕组串、并联或混合连接的具体操作时，表现出不同程度的不足，没有可操作性。如：一、机械操作开关凸轮控制器因其体积大，不能安装在电机内部，要把数量众多的电机绕组线(三相二档电机要引出12根线，三相三档电机要引出24根线)引到电机外面，再与凸轮控制器连接，绕组过长的引出线不仅增加了有色金属漆包线的用量，而且因这些增加了的漆包线存在电阻而产生电耗，使电机效率下降，再者凸轮控制器在电机内装不下，只能在电机外安装，要占用一定的车内空间。二、电力半导体器件可控硅实际操作表现的缺陷是：其一是数量多(三相二档电机需要9只，三相三档电机需要27只)总体占用空间大、电机内根本装不下；其二是价格高，一只达标的可控硅价格几十元，总共需要几百元甚至到上千元，成本增加太多没能市场竞争力；其三是耗电多，因为可控硅耗电可使电机的总体效率下降20％左右，这种高耗能产品同样没有市场竞争力，与国家节能减排的新能源政策相悖。三、普通继电器(或接触器)，它的问题不仅是体积稍大，而且它的工作方式也是不可取的，因工作期间其线圈一直处于通电状态，这就造成：线圈电阻增加电耗，线圈上的电压一旦因电源或是线路故障而中断时，瞬间导致误动，可靠性没有保障。四、磁保持继电器，这应该是最有希望在此技术领域成功使用的电器开关器件，因其克服了普通继电器的线圈工作时需要一直通电的缺点，只在其动作的瞬间需要一个几十毫秒(20～30ms)的脉冲电流，这不仅耗电少(可忽略)，也不会因电源问题导致误动，但此类开关电器的问题是抗冲击震动的能力，因虽然其能经受一般的振动，但当电机应用在车辆上时，可能遇到的振动很大，这时候继电器的磁保持力有可能经不住太大的振动而误动，影响车辆的可靠行驶。 

发明内容

在通过对电动机的绕组的连接方式串、并联或混合连接进行变换以实现电机变档运行的技术中，现有的几种开关电器均有不足或缺陷之处，为克服这些不足或缺陷，本发明提供一种大功率防振动高稳定性机电一体转换器，具有体积小、节能、低价、高可靠的诸多特点，能满足变档电动机对转换开关电器的多项要求，推动变档电动机迈向实用化的新高度。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在一个绝缘外壳内、在一个平面上并排安装有几组电转换触头电极，电转换触头电极由动触头电极和静触头电极组成。其中的动触头电极上连接电极驱动头，电极驱动头与动触头电极联动件连接，联动件的一端安装一个有内螺纹的连接器，在连接器内安装了机电一体驱动器输出螺杆，机电一体驱动器与外壳固定。同时，在连接器的侧面安装了两个微动开关，其与外壳固定，微动开关用于检测连接器的两个极限位置，连接器在机电一体驱动电机输出螺杆的转动下，可作往复的直线运动，当达到设定的极限位置时，对应的微动开关即动作而切断机电一体驱动电机电源，使螺杆的转动停止，从而完成继电器的触头电极的一次安全可靠的转换。当机电一体驱动电机的电源进线端通入的电压极性反向时，其输出螺杆的转动方向相反，从而使连接器做反方向直线运动，实现动触头电极与其两面不同的静触头电极接触或分离，完成大功率防振动高稳定性机电一体转换器的触头电极的转换动作过程。