汽车无级电子变速器系统

摘要

本实用新型提供的汽车无级电子变速器系统包括电控制单元、机械单元、输入轴(1)和输出轴(2)。本实用新型的汽车无级电子变速器系统，省略了一级发电机部分，直接将主变速系统中转速差Δω作为其“同步发电转速”，把发动机功率的其余部分转换为电功率，转换成机械功率汇合到输出轴，且最终也传输到车轮负载；在馈电控制结构的设计上，采用电容作为能量储存系统，对主变速系统直接馈电。其传递功率的效率既高于单个电磁滑差耦合器，也高于单个电机，总体效率高。变速时，控制单元通过PWM脉冲来控制MOSFET管的通断来控制电容对内转子三相线圈中电压低的一相进行馈电，从而改变内转子平均电压，实现变速；通过控制馈电时间可实现无级变速。

主权项

汽车无级电子变速器系统，其特征在于，包括电控制单元、机械单元、输入轴（1）和输出轴（2）；所述的电控单元包括馈电电容和控制单元、鉴相器、电滑环；其中，电滑环与输入轴（1）、鉴相器、控制单元连接，并且还与机械单元的内转子连接，控制单元与电流鉴相器、馈电电容连接；输入轴（1）与原动机连接；输入轴（2）与负载连接；所述的机械单元包括内转子和外转子；内转子和外转子之间有永磁铁，内转子镶嵌三相绕组La、Lb、Lc线圈，内转子的三相绕组线圈为星型连接；输入轴（1）与内转子连接；输出轴（2）与外转子连接并随其转动，输出轴（2）还与负载连接，带动负载转动；所述的控制单元的构成包括主控电路、驱动单元和单片机；传感器A、B、C分别与单片机的P0.0、P0.1、P0.2口相连，将检测的角位移信号转化成电信号传送到单片机；单片机的P1.0、P1.1、P1.2、 P1.3、 P1.4、P1.5口分别与驱动单元的信号输入端Vi1、Vi2、 Vi3、 Vi4、Vi5、Vi6相连，驱动单元的信号输出端Vo1、Vo2、 Vo3、 Vo4、 Vo5、Vo6分别与主控电路的PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6相连，通过PWM信号控制主控电路的MOSFET管Q1、MOSFET管Q2、MOSFET管Q3、MOSFET管Q4、MOSFET管Q5、MOSFET管Q6的通与断；主控电路有6个二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6和6个MOSFET管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，其中二极管D1与二极管D2、二极管D3与二极管D4、二极管D5与二极管D6串联，且导通方向由二极管D2到二极管D1，MOSFET管Q1与MOSFET管Q2、MOSFET管Q3与MOSFET管Q4、MOSFET管Q5与MOSFET管Q6串联，再将串联后的3组二极管、3组MOSFET管与馈电电容C0按馈电电容C0、二极管D1‑二极管D2、MOSFET管Q1‑MOSFET管Q2、二极管D3‑二极管D4、MOSFET管Q3‑MOSFET管Q4、二极管D5‑二极管D6、MOSFET管Q5‑MOSFET管Q6的顺序并联，并联节点依次为a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n，在二极管D1与二极管D2、D3与D4、MOSFET管Q5与MOSFET管Q6间分别引节点为o、p、q，分别与三相绕组La、Lb、Lc相连；MOSFET管Q1、MOSFET管Q2、 MOSFET管Q3、 MOSFET管Q4、 MOSFET管Q5、MOSFET管Q6的栅极分别输入PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6的控制信号；所述的驱动单元是TTL集成电路驱动的一种，驱动单元是由6个互补晶体管驱动电路并联而成,用来驱动主控电路中的MOSFET管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6；每个互补晶体管驱动电路由晶体三极管T2、T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管串联后再并联一个电阻R，再与一种OC门元件74F07串联，它们组成互补晶体管驱动电路，其中Vi1、Vi2、 Vi3、 Vi4、Vi5、Vi6为PWM脉冲信号输入端， Vo1、Vo2、 Vo3、 Vo4、 Vo5、Vo6为驱动信号输出端，其功能是放大单片机弱的PWM脉冲信号来驱动MOSFET管；单片机选择AT89C52型， P1.0、P1.1、P1.2、 P1.3、 P1.4、P1.5为PWM脉冲信号输出端， P0.0、P0.1、P0.2为检测的角位移信号转化成电信号传送到单片机的输入端；鉴相器：由三个角位移传感器A、B、C组成，角位移传感器A、B、C安装在外转子壳体上分别与线圈的La、Lb、Lc对应，角位移传感器A、B、C的信号输出线通过电滑环引出线与单片机P1.0、P1.1、P1.2连接，其作用是用来测量内转子上的三相绕组La、Lb、Lc在一个周期的角位移，检测的角位移信号转化成电信号传送到单片机，由单片机发出PWM脉冲信号控制相应的管子通或断来对La、Lb、Lc和馈电电容进行馈电或充电实现能量回馈和无级变速。