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)K2。
[0036]通過本實用新型提供三相永磁無刷電動機的主副繞組的上述3種不同的布置方法，可以滿足多種需要。其中附圖4至附圖6中齒2和槽3上的數(shù)字為齒或槽的標號，圖中僅示出了編號的舉例，并不是對齒和槽的編號方式進行限定。
[0037]參見圖1至圖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)，所述切換電路I包括控制器11以及與所述控制器相連接的繼電器12，所述繼電器12與所述主繞組和副繞組相連接，當所述繼電器12的輸入端分別切換到與副繞組的首端U2、V2、W2相聯(lián)時，由于主、副繞組是串聯(lián)的，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U1、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K1。由于電機轉速與匝數(shù)成反比，如果每相總匝數(shù)從Κ1+Κ2，減少到Κ1，電機轉速會提高到，(Κ1+Κ2)/Κ1ο顯然多匝數(shù)為電動機高速狀態(tài)，少匝數(shù)為電動機高速狀態(tài)，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。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；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。
[0038]工作原理:
[0039]本實用新型的繼電器采用采用單刀雙擲開關，控制器通過采用單刀雙擲開關與的三相永磁無刷電動機的繞組U、V、W相聯(lián)，通過改變單刀雙擲繼電器的狀態(tài)來切換電機的高轉速和低轉速運行狀態(tài)；在上述切換過程中，首先停止對電動機通電，再改變單刀雙擲繼電器狀態(tài)，延時Λ t = 2?20ms，待繼電器切換過程穩(wěn)定后再恢復對電動機通電。
[0040]控制器根據(jù)電動機當前轉速自動切換單刀雙擲繼電器的狀態(tài)，自動切換到(K1+K2)多匝數(shù)為電動機的高速狀態(tài)，自動切換到Kl少匝數(shù)為電動機高速狀態(tài)。如果電動機的轉速范圍是M,自動切換點的轉速是M/(1+K2/K1)。
[0041]控制器在從低速狀態(tài)切換到高速時，為了防止電機突然加速，需要改變速度增益；如果低速狀態(tài)驅動控制器速度增益是H1，那么切換到高速時的驅動控制器速度增益是H2=H1/(1+K2/K1)。
[0042]在本實用新型提供的電動機的具體實施例一中，其轉子鐵芯上裝有P = 10對永磁體，定子的齒槽中裝有三相繞組，所述定子鐵芯的齒、槽數(shù)均為2NX 3，N= 3。于是每相繞組占有數(shù)量為2N = 6的齒2和槽3 ;所述每相2N = 6個集中繞組，分別裝于每相偶數(shù)的齒上；而且2N = 6的繞組被分成兩類，其中主、副繞組各有N = 3個。主、副繞組沿圓周按:主、副、主、副的規(guī)律相間排列。主繞組的匝數(shù)K1，副繞組匝數(shù)K2 = K1。該電機的制造工藝比較簡便，由于繞組的自感與繞組的匝數(shù)的平方成正比，即與(Kl) 2成正比，所以該電機主繞組的自感比較大。自感比較大，意味著電機的內阻比較大。
[0043]在本實用新型提供的電動機的具體實施例二中，其轉子鐵芯上裝有P = 10對永磁體，定子鐵芯的齒、槽數(shù)均為2NX3，N = 3。每相繞組被分成兩類，其中2N = 6個主繞組，2N=6個副繞組；先將2N = 6個主繞組裝于2N = 6個齒上，再將2N = 6個副繞組裝于相應的2N = 6個齒的外層。主繞組的匝數(shù)K1，副繞組匝數(shù)K2 = K1。該電機需要先繞主繞組再繞副繞組，制造工藝比較復雜。由于繞組的自感與繞組的匝數(shù)的平方成正比，即與2 (KI/2) 2=0.5(Κ1)2成正比，所以該電機主繞組的自感比較小。
[0044]在本實用新型提供的電動機的具體實施例三中，其轉子鐵芯上裝有P = 1對永磁體，定子鐵芯的齒、槽數(shù)均為2ΝΧ3，N = 3ο電機每相有主、副繞組兩套繞組，主、副繞組兩套繞組的匝數(shù)Kl = Κ2，導線直徑相同，采用并繞的方法；每相繞組占有數(shù)量為2Ν的齒2和槽3 ;所述每相主、副各2Ν集中繞組，同時裝繞在2Ν齒上。
【主權項】
1.一種三相永磁無刷電動機，包括安裝在殼體內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，其特征在于: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)。2.如權利要求1所述的三相永磁無刷電動機，其特征在于: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)K2o3.如權利要求2所述的三相永磁無刷電動機，其特征在于: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。4.如權利要求1所述的三相永磁無刷電動機，其特征在于:安裝每一相所述繞組的齒和槽的數(shù)量為2Ν個，N=l、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，所述主繞組的匝數(shù)為Κ1，所述副繞組匝數(shù)為Κ2。5.如權利要求4所述的三相永磁無刷電動機，其特征在于: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。6.如權利要求1所述的三相永磁無刷電動機，其特征在于:安裝每一相所述繞組的齒和槽的數(shù)量為2Ν個，N=l、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。7.如權利要求6所述的三相永磁無刷電動機，其特征在于: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。8.如權利要求1-7任一項所述的三相永磁無刷電動機，其特征在于: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、W1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)。9.如權利要求8所述的三相永磁無刷電動機，其特征在于: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。10.如權利要求9所述的三相永磁無刷電動機，其特征在于: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U1、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形成所述主繞組的Y型連接，此時每相所述繞組總匝數(shù)為Kl。
【專利摘要】本實用新型提供一種三相永磁無刷電動機，包括安裝在殼體內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，所述永磁鋼體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)。本實用新型提供的三相永磁無刷電動機的有益效果為：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。
【IPC分類】H02K21/00, H02K3/28, H02K3/12
【公開號】CN204681224
【申請?zhí)枴緾N201520421580
【發(fā)明人】傅旺新
【申請人】美爾頓車業(yè)(東莞)有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月17日