專利名稱：雙三相雙對(duì)稱繞組永磁無刷直流電機(jī)的制作方法
雙三相雙對(duì)稱繞組永磁無刷直流電機(jī)所屬領(lǐng)域本發(fā)明屬于一種電動(dòng)機(jī)，尤其是將兩個(gè)永磁無刷直流電機(jī)設(shè)計(jì)為共用一個(gè)轉(zhuǎn)子和定子的雙繞組永磁無刷直流電機(jī)。
背景技術(shù)：
公知的永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)均為一個(gè)轉(zhuǎn)子和一個(gè)定子的結(jié)構(gòu)，一個(gè)定子有一組線圈。這種結(jié)構(gòu)自然就形成了電機(jī)的單一功能，即發(fā)電功能或負(fù)載功能；運(yùn)用于電動(dòng)汽車時(shí)需要頻繁充電，且充電時(shí)間較長，這是電動(dòng)汽車發(fā)展和推廣的最大障礙；由于電動(dòng)汽車電池儲(chǔ)能有限，對(duì)一次儲(chǔ)能的續(xù)航里程則希望越長越好，因此也希望驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大限度的節(jié)能。而現(xiàn)有永磁無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)以上全部功能。充電功能需由單獨(dú)的充電器(站)來承擔(dān)，對(duì)于大規(guī)模發(fā)展電動(dòng)汽車則需要建立眾多的充電站，這不但需要大筆資金，也給電動(dòng)汽車的充電帶來極大的不便。

發(fā)明內(nèi)容
1、本發(fā)明將兩個(gè)永磁無刷直流電機(jī)設(shè)計(jì)為共用一個(gè)轉(zhuǎn)子和定子的特殊結(jié)構(gòu)。2、利用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的雙繞組永磁無刷直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)自帶充電功能。即能在汽車駐車時(shí)利用一個(gè)電機(jī)繞組使電機(jī)空載運(yùn)行，另一個(gè)電機(jī)繞組形成一個(gè)發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)充電功能、又能在電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下單獨(dú)實(shí)現(xiàn)充電功能。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是常規(guī)單繞組永磁無刷直流電機(jī)反電勢為梯形波60° —換向，梯形波的平頂寬度理論值為120°，在制造過程由于工藝的問題，最寬只能達(dá)到108°，雙繞組電機(jī)是在60°換向之間又插了一個(gè)60°換向的繞組，兩組繞組相互對(duì)稱，此時(shí)反電勢構(gòu)成了 30° —換向的繞組，平頂寬度變成了 138°，增加了 27. 8 %，也就是說轉(zhuǎn)矩增加了 27. 8%。本發(fā)明的有益效果是1、此雙三相雙繞組永磁無刷直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)了寬范圍調(diào)速性能，由于在原60°換向之間又插入了一個(gè)60°換向的繞組，從而構(gòu)成了電角度為30°換向繞組，彌補(bǔ)了原60°換向電流波形30 °處換向處的缺口，改善了電流波形，降低了換向噪聲，使電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，減小了換向噪聲，簡化了繞線制造工藝，增大了轉(zhuǎn)矩，減小了損耗，降低了電機(jī)繞組和引線的溫升，保障了產(chǎn)品質(zhì)量，延長的使用壽命。2、一機(jī)兩用具有車載充電功能，當(dāng)電動(dòng)汽車駐車電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)時(shí)，減速箱處在空擋位置，利用其中一個(gè)“電機(jī)”繞組，通過380VAC市電向其中一個(gè)控制器供電，(本控制器帶整流橋)，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)，其另一個(gè)“電機(jī)”線圈被動(dòng)旋轉(zhuǎn)即成為發(fā)電機(jī)，利用電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以調(diào)電壓，利用發(fā)電機(jī)的控制器調(diào)整IGBT的占空比調(diào)整電流，從而構(gòu)成一個(gè)輸出電壓、電流可調(diào)理想波形的充電機(jī)(車載充電機(jī))給電池充電，充電過程用控制器內(nèi)預(yù)先編好的充電程序按照電池的充電曲線，配合電池管理系統(tǒng)給電池充電，當(dāng)電池充滿后自動(dòng)停機(jī)。3、節(jié)能運(yùn)行電動(dòng)汽車在行駛過程中，如果是平道輕載，可以輕松地轉(zhuǎn)換為一個(gè)電機(jī)運(yùn)行，避免了大馬拉小車的現(xiàn)象，當(dāng)上坡、加速、或超車時(shí)，又可以轉(zhuǎn)換為兩個(gè)電機(jī)公用， 有效地節(jié)約了能源。4、延長了汽車的續(xù)航里程兩個(gè)電機(jī)相互差30°，而峰值電流幅度是額定電流的 1/2，電池的輸出電流只是原一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)1/2 ；而頻率是原來的2倍，功率還與原來的相等，因此避免了電池的大電流放電，提高了電池的利用率，從而延長了電池的使用壽命，使續(xù)航里程增加30% -40左右。5、降低電動(dòng)汽車的制造成本由于此電機(jī)的特點(diǎn)可以最少少裝1/3電池，從而可以降低15-20萬元成本。


圖1為雙繞組電機(jī)線路示意圖，圖2為電機(jī)繞組下線展開示意圖，圖3為雙繞組永磁無數(shù)直流電機(jī)充電電路示意圖，圖1中，1、蓄電池，2、繞組A控制器逆變橋，3、繞組A，4、雙繞組永磁無刷直流電機(jī)， 5、繞組B，6、繞組B控制器逆變橋。圖2中，7、繞組A下線，8、繞組B下線。圖3中，9、整流器，10、濾波電容，11、PWM調(diào)制器，12、相下橋臂BT-，13、相上橋臂 BT+管，14、電機(jī)線圈B-A，15、雙繞組電機(jī)，16、濾波電容A、17、電池組。具體實(shí)施方法圖1中，雙繞組永磁無刷直流電機(jī)中有兩組繞組A (3)和繞組B (5)，兩個(gè)繞組由各自獨(dú)立的兩個(gè)控制器繞組A控制器逆變橋( 和繞組B控制器逆變橋(6)分別控制， 雙繞組永磁無刷直流電機(jī)中有兩組繞組AC3)和繞組B 相互對(duì)稱，此時(shí)反電勢構(gòu)成了 30° —換向的繞組。當(dāng)電車正常運(yùn)行時(shí)，兩組繞組可單獨(dú)運(yùn)行也可同時(shí)運(yùn)行，當(dāng)電車駐站時(shí)，通入市電，其中一組以電機(jī)形式運(yùn)轉(zhuǎn)，另一組繞組以發(fā)電機(jī)形式運(yùn)轉(zhuǎn)，向電池(1)內(nèi)充電。圖2中，繞組A下線(7)和繞組B下線⑶為單相下線方法。圖3中，1、繞組B(5)空載運(yùn)行，繞組A(3)形成一個(gè)發(fā)電機(jī)，通過繞組A控制器逆變橋O)的6個(gè)續(xù)流二極管形成一個(gè)3相整流電路，由濾波電容A(16)濾波后向電池組(17) 充電。2、由交流220VAC電源插座供電，經(jīng)整流器(9)和濾波電容(10)整流濾波后，形成 310VDC直流電壓，電流通過雙繞組電機(jī)(1 內(nèi)的電機(jī)線圈B-A (14)(等于一個(gè)電感)，經(jīng)繞組B控制器逆變橋(6)相下橋臂BT-管(1 開關(guān)調(diào)制，因電感內(nèi)的電流不能突變，當(dāng)相下橋臂BT-管(12)關(guān)斷時(shí)，電感中的電流-通過相上橋臂BT+管(13)的續(xù)流二極管到電池組(17)的N+端，當(dāng)相下橋臂BT-管(12)導(dǎo)通時(shí)，電感中的電流通過相下橋臂BT-管(12) 到電池(17)的N-端，形成了一個(gè)周期，通過PWM調(diào)制器(11)調(diào)制相下橋臂BT-管(12)的占空比可以調(diào)整充電電流和電壓。
權(quán)利要求
1.一種雙三相雙對(duì)稱繞組永磁無刷直流電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、定子，其特征在于將兩個(gè)永磁無刷直流電機(jī)設(shè)計(jì)為共用一個(gè)轉(zhuǎn)子和定子的特殊結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述定子，其特征在于繞組為雙繞組。
3.自帶充電功能，其特征在于a、繞組B空載運(yùn)行，繞組A形成一個(gè)發(fā)電機(jī)，通過繞組A控制器逆變橋的6個(gè)續(xù)流二極管形成一個(gè)3相整流電路，由濾波電容A濾波后向電池組充電。b、由交流220Vac電源插座供電，經(jīng)整流器和濾波電容整流濾波后，形成310Vdc直流電壓，電流通過雙繞組電機(jī)內(nèi)的電機(jī)線圈B-A (等于一個(gè)電感)，經(jīng)繞組B控制器逆變橋相下橋臂BT-管開關(guān)調(diào)制，因電感內(nèi)的電流不能突變，當(dāng)相下橋臂BT-管關(guān)斷時(shí)，電感中的電流-通過相上橋臂BT+管的續(xù)流二極管到電池組的N+端，當(dāng)相下橋臂BT-管導(dǎo)通時(shí)，電感中的電流通過相下橋臂BT-管到電池的N-端，形成了一個(gè)周期，通過PWM調(diào)制器調(diào)制相下橋臂BT-管的占空比可以調(diào)整充電電流和電壓。
全文摘要
一種將兩個(gè)永磁無刷直流電機(jī)設(shè)計(jì)為共用一個(gè)轉(zhuǎn)子和定子的雙三相雙繞組永磁無刷直流電機(jī)1、本發(fā)明將兩個(gè)永磁無刷直流電機(jī)設(shè)計(jì)為共用一個(gè)轉(zhuǎn)子和定子的特殊結(jié)構(gòu)。2、利用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的雙繞組永磁無刷直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)自帶充電功能。即能在汽車駐車時(shí)利用一個(gè)電機(jī)繞組使電機(jī)空載運(yùn)行，另一個(gè)電機(jī)繞組形成一個(gè)發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)充電功能、又能在電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下單獨(dú)實(shí)現(xiàn)充電功能。
文檔編號(hào)H02K3/00GK102158035SQ20101011649
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者趙泉勇 申請(qǐng)人:唐山普林億威科技有限公司