[实用新型]大低速转矩永磁同步电机

说明书

本实用新型涉及一种永磁同步电机，特别是一种电动车驱动用的低速转矩很大的永磁同步电机。

众所周知，永磁同步电机在电动车驱动应用中具有最优性能指标，是电动车驱动的理想选择。但其恒功率调速范围较窄，使其低速转矩较小，从而影响到电动车的低速爬坡能力及起动加速能力。提高电动车低速爬坡能力和起动加速能力的方法有两个：第一加大电机电流，第二采用机械减速器，但前者需增加逆变器容量，使系统体积、重量、成本增加，后者同样由于机械减速器的存在使整个驱动系统的体积、重量、成本增加。如何在保证电机高速性能且不增加逆变器容量、无机械减速器的前提下提高电机的低速转矩是一个丞待解决的难题。

本实用新型的目的是提供一种大低速转矩永磁同步电机，它能在无机械减速器、无需增加逆变器容量且保证高速驱动能力的前提下，显著提高电机的低速转矩。

本实用新型的目的是这样实现的：该装置包括机座及组装其上的转子和定子，其中定子绕组采用两套完全相同的三相绕组，两套绕组的输入端和输出端，分别并联连接或串联连接。    

由于本实用新型是在现有永磁同步电机的基本结构基础上改进的，它仅变换定子绕组结构型式，所以很容易实现。使用时，利用接触器、继电器等控制，按照电机不同的运行工况，通过接触器、继电器来切换定子两套绕组的连接方式，达到提高电机低速转矩的目的。其作用机理是：永磁同步电动机的输出转矩近似与电机电流和绕组匝数成正比，因此在电机低速运行时，将电机的两套绕组由并接切换成串接，此时电机绕组匝数变为并接时的2倍，因此电机转矩变为绕组并接时的2倍左右。同时，电机绕组电势与绕组匝数及转速成正比，随转速的升高，电机绕组电势增高，当绕组电势达到外加的最高电压时，在不弱磁时，就不能再加速，因此两绕组串接运行时由于匝数多，尽管转矩大，但运行的转速范围小，必须在绕组电势达到外加最大电压时由串接切换成并接，才能实现再加速。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型定子中两套绕组并接结构示意图。

图2为本实用新型定子中两套绕组串接结构示意图。

图3为无绕组切换，只运行于并接绕组时，电机的转矩--转速特性曲线。

图4为有绕组切换时，电机的转矩--转速特性曲线。

根据图1～2详细说明本实用新型的具体结构。该装置的机座及组装其上的转子和定子基本采用现有永磁同步电机的结构，图中未画，在附图中仅表示定子绕组的结构形式。该定子绕组采用两套完全相同的三相绕组，第一套为A1～X1、B1～Y1、C1～Z1，第二套为A2～X2、B2～Y2、C2～Z2。两套绕组的输入端和输出端分别并联连接或串联连接，利用接触器、继电器等控制，按照电机不同的运行工况，通过接触器、继电器使两套绕组在并接和串接之间切换。根据实际使用要求，在电机需高速运行时两套绕组并接，如图1所示。在电机低速运行时，两套绕组串接，如图2所示。由图3，图4可见，通过绕组切换，电机可得到很大的低速转矩T2。如不进行绕组切换，其低速转矩仅为T1。