[发明专利]变极定子绕组的绕线方法及其动力与电力转换装置

说明书

技术领域

本公开涉及一种定子绕线技术，尤其是指一种变极定子绕组的绕线方法及其动力与电力转换装置。

背景技术

为了降低二氧化碳排放，减少石油依赖，电动车已成未来汽车的趋势。而电动车中马达是动力的核心，通过转动提供电动车所需的动力。

但在电动车中的应用中，随着路况的不同需要有不同的马达转速以对电动车提供适当的动力，因此马达如果可以根据路况需要改变转速，则可以提供电动车广域转速的动力，而增加电动车的竞争力。而改变马达转速，如果通过控制器的控制，通常对于马达输出的动力改变相当受限，不过如果定子磁场极数改变时，所输出的动力曲线却能有大幅度的不同，如永磁马达、感应马达等，和发电机皆是。因此改变马达极数成为控制马达转速的一个有效的方法。

但极数的切换首重成本，因此所需的功率切换元件的数量必须要有适当的控制，另外，也不能影响占槽率，以使输出功率下降，这些因素都为变极技术的关键。在现有技术之中，如美国专利US.Pat.No.7，598，648号或US.Pat.No.5，825，111号分别公开一种变极技术，其利用多个功率电子元件，加上串并联电路的设计，来对马达进行变极，进而改变马达的转速。

发明内容

本公开提供一种变极定子绕组的绕线方法，其对单层线圈绕组或多层线圈绕组的定子，根据极数对应、电流流向以及相数等关系，建立多种分类条件，将符合分类条件的定子槽所具有的线圈电性连接形成多个线圈组，然后再借着串联与并联电路的开关切换控制，能够改变定子的极數。

在一实施例中，本公开提供一种变极定子绕组的绕线方法，其包括有下列步骤：根据一定子具有的多个槽、一相数以及预计相互切换的多种极数，形成一定子绕组，每一槽上绕设有一线圈；根据该多种极数、该相数以及切换极数前后的每一槽的线圈所具有的电流特征决定多个分类条件；分别将符合每一分类条件的槽所具有的线圈相连接，以得到分别对应该多个分类条件的多个线圈组，每一线圈组对应有至少一种极数、该相数中的至少一相以及对应该至少一种极数所具有的电流特征；以及将该多个线圈组以多个切换元件电性连接，以形成以可变化极数的一变极定子绕组。

在另一实施例中，本公开提供一种动力与电力转换装置，包括：一定子，其具有的多个槽，每一槽上绕设有一线圈，该定子更具有多个线圈组，每一个线圈组由符合一分类条件的槽所具有的线圈相连接，每一线圈组对应有至少一种极数、该相数中的至少一相以及对应该至少一种极数所具有的电流特征；多个切换元件，其与该多个线圈组电性连接；一控制单元，其根据要切换的极数，控制该切换元件，以改变该定子的极数；以及一转子，其设至于该定子内，以于该定子内进行转动。

在另一实施例中，本公开提供一种动力与电力转换装置，其具有2N:6N极数的切换，其中N为自然数，该动力与电力转换装置包括：一定子，其具有的18N个槽，每一槽上绕设有一线圈，其中该定子的2N极U相的所有槽上的线圈串联以形成一第一线圈组、2N极V相的所有槽上的线圈串联以形成一第二线圈组、2N极W相的所有槽上的线圈串联以形成一第三线圈组、6N极U相的所有槽上的线圈串联以形成一第四线圈组，以及6N极W相的所有槽上的线圈串联以形成一第五线圈组；其中，该定子在2N极操作情况下，该第一线圈组、第二线圈组以及第三线圈组以一第一耦接方式相耦接；在6N极操作情况下，该第一线圈组、第二线圈组、第三线圈组相连接以形成一6N极V相电路，该第四线圈组以及第五线圈组以一第二耦接方式相耦接。

附图说明

图1为本发明实施例的变极定子绕组的绕线方法流程示意图。

图2为本发明实施例的定子绕组示意图。

图3A至图3F为图2中的定子绕组在不同极数下，U相以及W相电流关系示意图。

图4A至图4C为本发明图2实施例的定子绕组中，根据各分类条件，各相之中相串接的线圈示意图。

图5A与图5B为本发明实施例形成的独立相接的变极定子绕组的电路示意图。

图6为本发明实施例的变极定子绕组的绕线方法另一流程示意图。

图7为本发明实施例形成具有补偿线圈的变极定子绕组的电路示意图。

图8A与图8B为本发明线圈组Y接方式实施例示意图。

图8C与图8D为本发明线圈组△接方式实施例示意图。

图9为本发明的另一实施例定子线圈绕组实施例示意图。

图10为对应图9的线圈组耦接方式示意图。

图11为本发明的又一实施例定子线圈绕组实施例示意图。