[发明专利]U型电动机的定子线圈绕组结构

说明书

技术领域

本发明涉及定子线圈绕组结构，具体是，由多个U字形段线圈形成线圈绕组的U型电动机的定子线圈绕组结构。

背景技术

永磁电动机是一种将电能转换成机械能以获得旋转力的装置，其应用范围广泛，包括家用电子产品乃至各种工业用机械。这种电动机的主要结构包括：被固定在外罩或外壳上并卷线圈而随着电源的输入形成旋转磁场的定子；利用定子内部的轴安装并可旋转的转子。定子发生的磁通与转子相互产生作用而发生旋转力矩。

目前，从使用燃烧式发动机的汽车到环保且考虑燃料消耗率的另一形态的汽车，即混合动力汽车或电动汽车方面的研究正如火如荼地展开。混合动力汽车是将现有燃烧式发动机和电动式电动机相互结合，用两种动力源驱动车辆，电动汽车因使用电动式电动机驱动而减少尾气对环境的污染，提升燃料消耗率，做为切合实际的第二代汽车日益受到关注。对于所述混合动力汽车（HEV）或电动汽车（EV）而言，电动机的作用愈来愈重要，甚至可以决定车辆的整体性能，且高输出、小型化电动机的开发日益成为混合动力汽车的热门话题。

HEV、EV用驱动电动机是为满足既定电压（即电池电压）所需性能，需要最大转矩电流比控制（Maximum Torque Per Ampere, MTPA）或弱磁控制（Flux Weakening,FW），设计电动机时会考虑有限电压、电流规格的前提下设计空载反电动势。

一般而言，实施MTPA控制时，空载反电动势越高，为获取最大转矩所需电流越少。电流减少会增加效率，因此从MTPA控制方面，把空载反电动势设计得大一些会更有利。但，空载反电动势高，则在高速运转领域，因电压不足，无法完全满足所需性能。就是说，空载反电动势高，会从高速运转领域的FW控制方面造成不利效果。

相反，在高速运转领域实施FW时，空载反电动势越低越有利。因为磁通或弱磁电流减少，可以减少铜耗和提升效率。但空载反电动势低，则从前述的MTPA控制方面反而会造成不利效果。就是说，根据有限的电流规格，无法满足最大转矩。

因考虑到MTPA控制和FW控制，将空载反电动势设计得高，则根据建议的电压，无法满足高速运转区域的性能，或者弱磁电流增加而使铜耗增加，空载反电动势设计得低，则到基础速度为止为获得最大转矩所需的电流增加而在有限的电流规格内无法满足最大转矩，或者铜耗增加而效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实施MTPA控制时减少发生最大转矩所需的电流，且实施FW控制时还减少弱磁电流，减少在各个控制模式下满足性能要求所需的输入电流，进而降低铜耗和提升效率的U型电动机定子线圈绕组结构。

为了达到上述目的，本发明提供一种U型电动机的定子线圈绕组结构，其中：

包括：

具备沿圆周方向配置的多个槽，且各个所述槽沿半径方向具备多个层的定子；

以U字形状形成，且各圈柱配置于各所述槽的各层，形成发生旋转磁场所需线圈绕组的多个段线圈；

多个所述段线圈中部分段线圈组成第一线圈组，与第一逆变器连接；

多个所述段线圈中的剩余段线圈组成第二线圈组，与第二逆变器连接。

所述第一、二逆变器可以向所述第一线圈组或所述第二线圈组分别独立施加电流。

组成所述第一线圈组的部分段线圈占多个所述段线圈中的一半。

实施最大转矩电流比控制时向所述第一线圈组和所述第二线圈组全部施加电流。

在基准值以上的高速运转区段实施弱磁控制时，向所述第一线圈组或所述第二线圈组选择性地施加电流。

所述第一线圈组由在多个所述槽中占第偶数次槽的段线圈组成；

所述第二线圈组上在多个所述槽中占第奇数次槽的段线圈组成。

所述第一线圈组由在各所述槽内占半径方向外侧层的段线圈组成；

所述第二线圈组由在各所述槽内占半径方向内侧层的段线圈组成。

所述第一线圈组由在各所述槽内占半径方向内侧层的段线圈组成；

所述第二线圈组由在各所述槽内占半径方向外侧层的段线圈组成。

一种U型电动机的定子线圈绕组结构，其中：

包括：

具备沿圆周方向配置的多个槽，且所述槽沿半径方向具备多个层的定子；

以U字形状形成，且各圈柱配置于各所述槽的各层而形成发生旋转磁场所需线圈绕组的多个段线圈；

多个所述段线圈中部分段线圈组成第一线圈组，剩余段线圈则组成第二线圈组；

对于所述第一、二线圈组可以分别独立施加电流。

包括：