[实用新型]一种多速永磁无刷直流电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及直流电机，尤其涉及一种多速永磁无刷直流电机。 

背景技术

现有电动车的驱动电机采用固定的绕组连接方式，经齿轮或变压调速，不能满足电动车的需要。因为电动车要求调速范围宽广并且驱动力矩差别大，当起动和爬坡时要求大力矩和低速度；在平路运行时要求高速度和小力矩。 

现有电动汽车驱动电机系统存在着当起动和爬坡时往往力矩不够，而当保证爬坡力矩时，平路运行时速度往往又太慢，即存在速度范围不够宽广等问题。 

发明内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种多速永磁无刷直流电机。 

本实用新型的目的是这样实现的： 

现有的永磁无刷直流电机，它的绕组具有固定的连接方式。本实用新型的绕组是一种网络绕组，构成可变的动态连接，经过两级控制器实现其改变速度范围的目的。动态绕组连接，在保持恒功率的情况下，实现多种速度“转换”的变速功能。 

一、网络绕组 

网络绕组由若干绕组单元构成，用W_ij表示，包括层绕组和分布绕组两种不同的连接方式： 

1、当选用层绕组时 

网络绕组是以每一层绕组构成电机绕组单元（每一层绕组的构成原理和方法与常规电机一样）； 

层绕组的结构为W_ni，W_nj，W_nk，……W_nm，即一种匝数为W、层数为n、每层支路数为i、j、k……m的绕组； 

其中：W、n为自然数，i、j、k……m为正整数。 

2、当选用分布绕组时 

网络绕组是以整数槽、分数槽绕组构成，以分段矩阵排列为连接准则，和前述的层绕组一样，构成矩阵绕组排列。 

二、基于网络绕组的多速永磁无刷直流电机 

包括网络绕组、转子、转子位置检测器、控制器、逆变器和直流电源； 

直流电源、逆变器和网络绕组依次连接，给网络绕组供电； 

转子位置检测器、控制器、逆变器和网络绕组依次连接，对网络绕组予以控制。 

三、工作原理： 

改变网络绕组连接进而改变绕组的n-T特性。 

本实用新型与现有无刷直流电机的不同之处在于： 

1、当采用层绕组时，网络绕组有n层；当采用分布绕组时，网络绕组有n段； 

当每层、段绕组单元采用单层绕组时，2≤n≤8； 

当每层绕组单元采用单层绕组时，4≤n≤16； 

当n=4时，每层至少有一个组合与常规不一样。 

2、由层绕组组合多种连接电路，而每一种电路对应于一种运行特性（速度-转矩） 

3、多种连接电路动态组合成电机工况运行，实现了一种最佳工作状态。 

由于是恒功率，而功率比例于转矩×速度=常数，则： 

启动或上坡时，使转矩大而速度慢，平路行驶时，使转矩小而速度快。 

4、可实现下列控制： 

1）计算机编程自动控制； 

2）自动的“软换挡控制”； 

3）双CPU或多CPU控制。 

由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有下列优点和积极效果： 

1、利用网络绕组可以实现特性任意变化的无刷直流电机的设计和制造； 

2、由于采用网络绕组实现电机多种串、并联支路的连接，可以利用单CPU或双CPU的多种计算机高级语言控制，从而提升多速永磁无刷直流电机的性能和技术水平。 

3、利用网络绕组还可以扩大感应直流电机的调速范围和扩大直流电机许多应用领域； 

4、将开创一个新兴的产业。 

附图说明

图1是网络绕组的结构示意图； 

图2是网络绕组与两级控制器连接示意图； 

图3是基于网络绕组的多速永磁无刷直流电机的结构方框图； 

图4是永磁无刷直流电机系统（BMCS）的n-T特性曲线图。 

图中： 

1—网络绕组； 

2—转子； 

3—转子位置检测器； 

4—控制器，41—换挡控制器，42—主控制器； 

5—逆变器； 

6—直流电源。 

①-低速大力矩曲线；②-中速中力矩曲线；③-高速小力矩曲线； 

④—组合曲线。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明：