專利名稱：變極變頻調速電動車驅動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種車用電機驅動系統(tǒng)。具體講涉及一種變極變頻調速電動車驅動裝置。
背景技術：
電動車在運行時，速度與力矩變化范圍大，而驅動電機輸出特性難與之匹
配；為了跟隨電動車運行時所需機械特性，以往在驅動系統(tǒng)安裝機械變速箱進行換檔變速。但是機械變速箱是由鐵質齒輪構成，重量重，體積大，而且在低端速度的低力矩與低效率的弊病仍沒有完全解決。雖則專利CN1297420C與JP200142157A采用極數不同的電機組合從而擴大電機驅動工作范圍，提高了低端速度的力矩與效率。組合電機需要二臺電機組，同樣是體積大，重量重，價格高，而且很難做到二臺以上電機組合。對當今的電動車來說并不是最佳選擇。

實用新型內容
本實用新型目的是提供一種變極變頻調速電動車驅動裝置，這種裝置能夠跟隨車輛運行全過程中所需機械特性。因此它在車輛的整個行駛過程中都能提供高效率的驅動能量，從而減少可攜帶能源消耗，增加行駛里程，延長電池壽命。同時該裝置輸出機械特性處于恒功率工作狀態(tài)，低速度高力矩，加快了車輛起動速度，增強車輛上坡能力，提高了車輛性能。
為了實現上述目標，本實用新型的裝置包括變極變頻電機、軟換檔器、調速器、控制器和軟換擋器，所說變極變頻電機極數組為2—32之間的不同極數，工作變化頻率為0. 1—lOOOHz的電機。
本實用新型提供的優(yōu)選的變極變頻調速電動車驅動裝置中，所述電機的轉
子與定子上安裝有轉速信號發(fā)生器和接收器。
本實用新型提供的再一優(yōu)選變極變頻調速電動車驅動裝置中，所述軟換檔器為自動換檔器或手動換檔器。
本實用新型提供的最優(yōu)選變極變頻調速電動車驅動裝置中，所述軟換檔器為微處理器或/和繼電器開關器件。
電機鐵芯里的嵌著不同極數的電磁線圈組，它們的出線頭分別與軟換檔器輸出端連接。軟換檔器能自動或手動切換不同極數的電磁線圈組。在該電機的轉子與定子上安裝轉速信號發(fā)生器和接收器。當電動^L轉速信號進入自動換檔器的已寫入程序的微處理器里，微處理器判斷與決定是否進入相鄰極數的電磁線圏組。如果切換大功率電機的線圈組、微處理器要與繼電器開關等器件聯(lián)合工作。手動軟換檔器只需要繼電器組開關等器件組合就能在駕駛員操作之下進行切換，它可以不用在電機的轉子與定子上安裝轉速信號發(fā)生器和接收器也能工作。換檔器另一端是輸入電源，它由調速器把直流電源進行逆變生成交流電后再集駕駛員操作下控制器的電子指令、電機所處那一極數的信號等調制成控制速度的變頻調速電源，經換檔器輸出端進入變極變頻電機并驅動該電機。當電動車在低速運行時，軟換檔器把調速電源切換到電機的最多極數的電磁線圈組里，使電機輸出低速度與高力矩來驅動車輛。當高速運動時，軟換檔器把調速電源送到電機的最少極數的電磁線圈組，使電機輸出高速度與低力矩來驅動電動車。同樣在中速運動時，軟換檔器把調速電源送到電機中檔的極數的電磁線圏組，使電機輸出中等速度與中等力矩的驅動力量。這樣軟換檔器執(zhí)行變極變頻電機的變極工作即速度與力矩粗調，使電機能在變頻調速器的無級調速支持下，在變頻電機各極的速度與力矩上進行細調，這目的使之能與電動車運行中各段各點所需特性相配合，而且成倍提高低端速度的力矩與效率，從而解決了變頻電機低端速度的低力矩與低效率的缺點。由於電機具有一 系列不同極數的電磁線圈組，它能分別輸出一系列不同機械特性，這一系列特性是從低工頻速度
高力矩向高工頻速度低力矩遂段展開，使整個路程都處于高效區(qū)內運行。(圖3、圖4)
本實用新型內容的特點是把變極電機與變頻電機的優(yōu)勢結合在一臺變極變頻電機上，用變極電機進行速度與力矩分段粗調，成倍提高低端速度的力矩與效率，從而解決了變頻電機低端速度的低力矩與低效率的難點；然而用變頻電機對各極速度進行細調，始終保持電動車在整個路程都處于高效區(qū)內穩(wěn)定運行。(圖3、圖4),本實用新型還可以應用到其它的領域。


圖1、本實用新型結構框圖
圖2-a變極變頻電機的電磁線圏組布線圖
圖2-b變極變頻電機的電磁線圈組分布圖
圖2-c變極變頻電機的不同極數電磁線圈組電源接線圖
圖3、不同極數的電》茲線圈組的工作效率分布曲線圖。
圖4、變極變頻電機輸出機械特性的包絡圖
具體實施方法:
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述，但該實施例不能理解為對本實 用新型的限制。
如圖l所示，本實用新型包括控制器，調速器，軟換檔器和變極變頻電機。 電源是直流電源，它供電給控制器，調速器，軟換檔器，變極變頻電機的轉速 信號器。控制器在駕駛員操作下，產生了車子加速度或減速度的電子信號并送 到調速器。調速器主器件是直流/交流逆變器，它把直流電源轉變成交流電源， 再集控制器發(fā)出有關加減速度的電子信號，電機轉速信號，調制成一個變頻交 流電源，經軟換檔器輸出端輸入變極變頻電機，控制電機速度及與電機連接的 電動車的速度。軟換檔器主體是微處理器，微處理器預先寫入程序，當電動機 轉速信號輸入微處理器時。微處理器根據已寫入程序與轉速信號進行判斷決定
是否進入相鄰極數的電磁線圈組，然后按電機極數接線圖(圖2-C)進行編程， 把已調制成的變頻交流電源送到相對應極數的電磁線圈組內，驅動電機。當微 處理器的功率達不到電機要求時微處理器配備繼電器，擴大功率。手動軟處理 器只需要繼電器開關按電機極數的接線圖2-c進行編程接線。然而在駕駛員操 作下進行變極變頻電機的極數切換。變極變頻電機產生旋轉磁場的兩主部件是 電磁線圈與鐵芯。當電機在不同極數與不同的頻率下鐵芯都會產生不同磁阻與 導磁率，因此變極變頻電機是既具有普通變極電機性能又具有及普通變頻電機 性能。今選用一個適當的36槽鐵芯使它是既接受2、 4或8極電機運行時所產 生磁阻，又接受鐵芯在10-100Hz變化頻率下產生》茲阻，然后在該36槽鐵芯里 嵌上2， 4或8極的電磁線圈如圖2-a，圖2-b，并把引頭線接到電機電源接線 圖2-c的端子上，它的輸入端2極、4極或8級的UVW分別接到軟換檔器的輸出 端，使變極變頻電機按駕駛員要求與電動車在路道上的需要，能處于最佳運行狀態(tài)。當電動車處于低速段運行，電機隨著頻率變化在在8極大力矩高效區(qū)工 作(圖3上部)，當電動車處于中速段運行，電機隨著頻率變化在4極中力矩高 效區(qū)工作，(圖3中部)當電動車在高速段運行，電機隨著頻率變化在2極低力 矩高效區(qū)工作(圖3下部)。因此電動車就可以隨著電機的變極與變頻在整個運 行中都處于高效率范圍內工作。如圖4所示，變極變頻電機與電動車的連接方 式可以與電動車車輪同軸連接，也可以用機械傳動方式進行連接。
權利要求1、一種變極變頻調速電動車驅動裝置，所說裝置包括電機、調速器、控制器和軟換擋器，其特征在于，所述電機極數組為2-32，工作變化頻率為0.1-1000Hz。
2、 如權利要求1所述的變極變頻調速電動車驅動裝置， 其特征在于所述電機的轉子與定子上安裝有轉速信號發(fā)生 器和接收器。
3、 如權利要求1或2所述的變極變頻調速電動車驅動 裝置，其特征在于所述軟換檔器為自動換檔器或手動換檔 器。
4、 如權利要求3所述的變極變頻調速電動車驅動裝置， 其特征在于所述軟換檔器為微處理器或/和繼電器開關器件。
專利摘要本實用新型提供一種變極調速與變頻調速聯(lián)合擇優(yōu)控制的電動車驅動裝置，所說裝置所說裝置包括電機、調速器、控制器和軟換擋器，所述電機極數組為2-32，工作變化頻率為0.1-1000Hz。本實用新型提供的電動車驅動裝置把變極電機與變頻電機的優(yōu)勢結合在一臺變極變頻電機上，用變極電機的變極方式進行電機速度與力矩的分段粗調，成倍提高了低端速度的力矩與效率，解決了變頻電機低端速度的低力矩與低效率的缺點；然而用變頻電機對各極速度進行細調，始終保持電動車在整個路程都處于高效區(qū)內穩(wěn)定運行。起動力矩大，上坡能力強，效率高?？蓴y帶能源消耗減少了，延長電池壽命，提高了電動車的車輛性能。
文檔編號B60L15/00GK201300747SQ20082017813
公開日2009年9月2日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權日2008年11月20日
發(fā)明者陳嘉圣, 陳成勛 申請人:陳成勛