一種三相永磁無刷電動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及雙速永磁無刷電動機，更具體地說，涉及一種具有主副繞組的三相永磁伺服電動機，該電動機適用于電動滑板車、電動自行車、電動摩托車等應用。
【背景技術】
[0002]在電流不變的情況下，為了使電機低速時能夠輸出大的力矩，必須通過增加每相繞組匝數(shù)來提高力矩系數(shù)。但是，力矩系數(shù)大的電機，其最高轉速就低，常常無法滿足最高轉速的要求。輸出大的力矩就不能輸出大的轉速，這是電機設計中不可調和的矛盾。
[0003]解決上述矛盾的方法有兩種:
[0004](I)通過超前角控制方法，采用驅動控制的方法來擴展轉速范圍。這種方法的本質是，利用電流來影響轉子磁場，產(chǎn)生類似的弱磁升速的效果。這種方法的缺點是，弱磁需要消耗能量，電機電流增大，導致電機和驅動器發(fā)熱，電機效率變低。這種方法只能在發(fā)熱和效率要求不高，轉速擴展范圍不大的場合采用。
[0005](2)采用雙繞組甚至更多繞組的電機，通過繼電器或手動開關，改變和切換繞組匝數(shù)的多少來改變電機的電勢系數(shù)和力矩系數(shù)，電勢系數(shù)與轉速成正比，同時與匝數(shù)成正比。當然電勢系數(shù)也與力矩系數(shù)成正比，因此匝數(shù)也正比于力矩。這種方法的缺點是，電機的引出線成倍增加，繼電器的接點或手動開關的數(shù)量很多，電機制造工藝復雜，生產(chǎn)成本高，特別是切換過程的可靠性和電磁兼容很成問題。因此該方法幾乎沒有實用性。20?30年前，在兩相交流異步電機的有極調速中，曾經(jīng)廣泛地采用改變副繞組匝數(shù)來調速的方法，但其原理完全不同，它是通過調整兩相繞組不對稱來調速的。由于該方法只需要單刀開關，多一種轉速多一根引出線，非常方便，因此被廣泛應用。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型采用具有主副繞組的三相永磁伺服電動機，通過繼電器切換副繞組是否投入運行的方法，改變電機的電勢系數(shù)和力矩系數(shù)。主副繞組同時投入運行為低速大力矩模式，主繞組投入運行為高速小力矩模式。
[0007]按照本實用新型提供的一種三相永磁無刷電動機采用的主要技術方案為:包括安裝在殼體內(nèi)的轉子永磁鋼體和定子鐵芯，所述定子鐵芯上安裝有三相繞組，所述定子鐵芯上設置有用于安裝每一相所述繞組的齒和槽，還包括一切換電路，所述三相繞組中的每一相繞組均包括與所述切換電路相連接的主繞組和副繞組，所述切換電路切換副繞組是否投入運行實現(xiàn)改變電機的電勢系數(shù)和力矩系數(shù)。
[0008]本實用新型提供的三相永磁無刷電動機還可具有如下附屬技術特征:
[0009]安裝每一相所述繞組的齒和槽的數(shù)量均為2Nx3個，N= 1、2、3……為自然數(shù)，每相所述繞組安裝在2N的所述齒和槽上，每相所述繞組由N個所述主繞組和N個所述副繞組構成，主繞組的匝數(shù)K1，副繞組匝數(shù)K2。
[0010]所述主繞組和所述副繞組為沿所述定子鐵芯圓周方向間隔設置，所述主繞組和所述副繞組為主副的順序間隔設置。
[0011]安裝每一相所述繞組的齒和槽的數(shù)量為2N個，N= 1、2、3……為自然數(shù)，每相所述繞組由2N個所述主繞組和2N個所述副繞組構成，所述主繞組的匝數(shù)為K1，所述副繞組匝數(shù)為K2。
[0012]所述主繞組安裝在偶數(shù)的所述齒上，所述副繞組安裝在偶數(shù)的所述齒的外層。
[0013]安裝每一相所述繞組的齒和槽的數(shù)量為2Ν個，N= 1、2、3……為自然數(shù)，每相所述繞組由2Ν個所述主繞組和2Ν個所述副繞組構成，所述主繞組和所述副繞組同時裝繞在偶數(shù)的所述齒上。
[0014]所述主繞組和所述副繞組的匝數(shù)相同，即所述主繞組的匝數(shù)Kl等于所述副繞組匝數(shù)Κ2。
[0015]三相所述繞組中的主繞組和副繞組形成Y型連接，引出所述主繞組的首端U1、V1、Wl和副繞組的首端U2、V2、W2，再按主、副繞組反電勢迭加方式將主繞組的首端U1、V1、Wl分別與副繞組的尾端U20、V20、W20串聯(lián)。
[0016]所述切換電路包括控制器以及與所述控制器相連接的繼電器，所述繼電器與所述主繞組和副繞組相連接。
[0017]當所述繼電器的輸入端分別切換到與副繞組的首端U2、V2、W2相聯(lián)時，所述繼電器的輸出U、V、W形成所述主繞組和所述副繞組串聯(lián)的Y型連接，此時每相所述繞組的總匝數(shù)為K1+K2 ;當所述繼電器的輸入端分別切換到與所述主繞組的首端Ul、V1、Wl相聯(lián)時，此時所述副繞組為開路，所述繼電器的輸出u、v、w形成的所述主繞組的Y型連接，此時每相所述繞組總匝數(shù)為Kl。
[0018]采用本實用新型提供的三相永磁無刷電動機帶來的有益效果為:
[0019](I)僅僅需要一個3刀2擲開關的繼電器。與傳統(tǒng)方法比較開關數(shù)量減少一半。
[0020](2)三相永磁伺服電動機的引出線從3根僅僅增加到6根。與傳統(tǒng)方法比較引出線數(shù)量減少一半。
[0021](3)主、副繞組與3種不同的布置方法，可以滿足不同的需要。
[0022](4)通過繼電器切換時序，可以解決可靠性和電磁兼容問題。
[0023]簡化了結構和制造工藝。本實用新型通過繼電器切換，主副繞組同時投入實現(xiàn)低速大力矩運行模式，主繞組投入實現(xiàn)高速小力矩運行模式。兩種模式正好非常適合于電動滑板車、電動自行車、電動摩托車等應用。每相繞組各有主繞組，副繞組，并可采用集中繞組，分散繞組，并繞等方式排列繞線.主繞組的匝數(shù)K1，副繞組匝數(shù)K2。并由一組三相單刀雙擲型接點開關切換主繞線與副繞線，使電動機能在不同運行速度，不同負載條件，得到比較于單一繞組更佳的低速高扭力及高效率輸出特性。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型實施例一的電路原理圖。
[0025]圖2為本實用新型實施例二的電路原理圖。
[0026]圖3為本實用新型實施例三的電路原理圖。
[0027]圖4為本實用新型的結構圖。
[0028]圖5為本實用新型實施例一的結構圖。
[0029]圖6為本實用新型實施例二的結構圖。
[0030]圖7為本實用新型實施例三的結構圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳述:
[0032]如圖1至圖7所示，按照本實用新型提供的一種三相永磁無刷電動機的實施例，包括安裝在殼體內(nèi)的轉子永磁鋼體和定子鐵芯，所述定子鐵芯上安裝有三相繞組U、V、W，所述定子鐵芯上設置有用于安裝每一相所述繞組的齒2和槽3，還包括一切換電路1，所述三相繞組中的每一相繞組均包括與所述切換電路I相連接的主繞組和副繞組，所述切換電路切換副繞組是否投入運行實現(xiàn)改變電機的電勢系數(shù)和力矩系數(shù)。采用具有主副繞組的三相永磁伺服電動機，通過繼電器切換副繞組是否投入運行，改變電機的電勢系數(shù)和力矩系數(shù)。主副繞組同時投入運行為低速大力矩模式，主繞組投入運行為高速小力矩模式，兩種模式正好非常適合于電動滑板車、電動自行車、電動摩托車等應用。
[0033]參見圖1和圖5，按照本實用新型提供的三相永磁無刷電動機的實施例一，安裝每一相所述繞組的齒2和槽3的數(shù)量各為2Nx3個，N = 1、2、3……為自然數(shù)，每相所述繞組安裝在偶數(shù)的所述齒2上，每相所述繞組由N個所述主繞組和N個所述副繞組構成，主繞組的匝數(shù)K1，副繞組匝數(shù)K2，所述主繞組和所述副繞組為沿所述定子鐵芯圓周方向間隔設置，所述主繞組和所述副繞組為主副的順序間隔設置。
[0034]參見圖2和圖6，按照本實用新型提供的三相永磁無刷電動機的實施例二，安裝每一相所述繞組的齒2和槽3的數(shù)量各為2Nx3個，N = 1、2、3……為自然數(shù)，每相所述繞組由2N個所述主繞組和2N個所述副繞組構成，所述主繞組的匝數(shù)為K1，所述副繞組匝數(shù)為K2，所述主繞組安裝在偶數(shù)的所述齒上，所述副繞組安裝在偶數(shù)的所述齒的外層。
[0035]參見圖3和圖7，按照本實用新型提供的三相永磁無刷電動機的實施例三，安裝每一相所述繞組的齒2和槽3的數(shù)量各為2Nx3個，N = 1、2、3……為自然數(shù)，每相所述繞組由2N個所述主繞組和2N個所述副繞組構成，所述主繞組和所述副繞組同時裝繞在偶數(shù)的所述齒上，所述主繞組