一種直流無刷電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電動車技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種直流無刷電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有直流無刷電機(jī)常用三相六拍60° PWM控制:PWM頻率來控制三相橋的開關(guān)頻率，占空比來控制流經(jīng)電機(jī)繞組的有效電流來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。現(xiàn)在，隨著控制技術(shù)中神經(jīng)元控制技術(shù)、無霍爾中的反電動勢取樣控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)等技術(shù)成熟與應(yīng)用，硬件控制芯片如16位、32位芯片大量采用，計算速度越來越快，矢量SVPWM及其控制技術(shù)也日趨成熟。但現(xiàn)有電機(jī)調(diào)速范圍還是比較窄，采用弱磁控制方式對電機(jī)傷害較大，并對永磁體產(chǎn)生不可修復(fù)損傷造成永磁體退磁，嚴(yán)重影響到電機(jī)使用壽命，現(xiàn)有電機(jī)無法滿足不同路況下及使用需求。
[0003]現(xiàn)有PWM或SVPWM控制設(shè)計直流無刷電動機(jī)，由于車輛使用狀況的特殊性，車輛在起步于爬坡時需要大扭矩，在高速運(yùn)行時需要高轉(zhuǎn)速。現(xiàn)有控制器在電機(jī)繞制成型后，想要實(shí)現(xiàn)高速，就只能通過弱磁控制來提高轉(zhuǎn)速，維持弱磁就需要更大電流。電流一大，容易造成電機(jī)電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重。時間一長，電機(jī)永磁體退磁嚴(yán)重，直接影響到電機(jī)使用壽命。常規(guī)方式，同一電機(jī)很難滿足扭矩與速度這一客觀存在的使用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型目的在于提供一種調(diào)速范圍更寬的直流無刷電機(jī)。
[0005]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種直流無刷電機(jī)，包括永磁體和繞組，其特征在于:所述電機(jī)具有對稱分布的6組繞組，所述繞組之間互差30°電氣角。
[0007]其進(jìn)一步特征在于:所述直流無刷電機(jī)采用12路矩陣PWM控制芯片驅(qū)動。
[0008]進(jìn)一步的:所述6組繞組在12路矩陣PWM控制芯片的控制下以星形“Y”方式或三角形“Λ”方式連接。
[0009]所述6組繞組以星形“Y”方式連接時二相繞組饋電一相繞組流出或一相繞組饋電二相繞組流出。
[0010]所述6組繞組以三角形“Λ”方式連接時三相繞組同時饋電。
[0011]本實(shí)用新型直流無刷電機(jī)具有6組繞組，采用12路PWM矩陣驅(qū)動，電機(jī)啟動與爬坡采用星形“Y”型方式，高速運(yùn)行采用三角形“Λ”方式。從而使得電機(jī)調(diào)速范圍更加寬，同時延長了電機(jī)的使用壽命。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明電機(jī)6相繞組示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明Y型繞組接線方式示意圖。(為便于理解將6相簡化為三相示意)。
[0014]圖3、4為本發(fā)明Y型繞組電流工作方式(兩繞組流進(jìn)電流一繞組流出出或一繞組流進(jìn)電流二繞組電流出)為便于理解將6相簡化為三相示意。
[0015]圖5為本發(fā)明Λ型運(yùn)行接線示意圖。(為便于理解將6相簡化為三相示意)。
[0016]圖6、7為本發(fā)明Λ型繞組通電方式示意圖。(為便于理解將6相簡化為三相示意)。
[0017]圖8為本發(fā)明Y型繞組通電切換工作模式。(為便于理解將6相簡化為三相示意)。
[0018]圖9為本發(fā)明Λ型繞組通電切換工作模式。(為便于理解將6相簡化為三相示意)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]一種直流無刷電機(jī)，包括永磁體和繞組，所述電機(jī)具有對稱分布的6組繞組，所述繞組之間互差30°電氣角。所述直流無刷電機(jī)采用12路矩陣PWM控制芯片驅(qū)動。所述6組繞組在12路矩陣PWM控制芯片的控制下以星形“Y”方式或三角形“Λ”方式連接。
[0020]按照電機(jī)功率公式Ρ=Μ*η/9.55，當(dāng)電機(jī)繞制完成后，P就成為一個定值，轉(zhuǎn)矩M t，則η丨。同一電機(jī)要實(shí)現(xiàn)不同速度，只能采用弱磁調(diào)速。如圖1所示，6相繞組分開獨(dú)立。圖2是電動機(jī)電機(jī)Y型運(yùn)行接線時示意圖，現(xiàn)有三相電機(jī)，完全可以按照上述方式建模，可以按照圖3、4方式二相饋電一相流出或一相饋電二相流出，這樣，就保證了三相繞組均能全部工作，實(shí)現(xiàn)啟動、爬坡時電流輸入小、輸出扭矩大的目的。等效電流Iy等于相電流IΡΥ。但相電動勢Epy= V 3ΕΡΥ，因而他具有輸出扭矩大的目的。同理分析，我們可以得到:由圖3、4可以看出，Y接法運(yùn)行扭矩是Λ的1.5倍，由圖6、7可以看出，Λ接法運(yùn)行速度是Y的1.73倍。
[0021]圖3、4中，等效電阻RY=2RPY;等效電流I Y=IPY。
[0022]圖6、7中，等效電阻Ra =2/3RpA ;等效電流I Λ =3/2ΙΡΔ。
[0023]依據(jù)計算，可以輕松推出
[0024]電流密度關(guān)系:3/2Jad2A =JYd2Y
[0025]特別注意的是，采用Λ方式時，需要注意電流環(huán)流。為此，該電機(jī)另一顯著特點(diǎn)為:閉合回路中合成的反電動勢為零。這需要三相繞組完全對稱，避免反電動勢3次和3次倍數(shù)的諧波在閉合三相繞組中形成環(huán)流。采取改善氣隙磁通密度分布正弦波程度，使反電動勢3次和3次倍數(shù)的諧波含量降低。為電機(jī)的機(jī)械化繞線提供了堅實(shí)理論基礎(chǔ)。
[0026]圖8很形象的說明了電流由線圈I — 2，3 — 4流入；然后由2、4、6連接點(diǎn)一5流出的工作過程。圖9說明了電流由I — 2，3 — 4流入；同時由6 —5流向流出過程。充分說明在Y狀態(tài)或是Λ狀態(tài)下，MOS有效開關(guān)順序與電流流向是一致的，完全不影響電流流向。
[0027]故此證明:六相12拍30°設(shè)計方案正確，可以充分實(shí)現(xiàn)；圖6、圖7則證明12路PWM矩陣驅(qū)動是正確的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種直流無刷電機(jī)，包括永磁體和繞組，其特征在于:所述電機(jī)具有對稱分布的6組繞組，所述繞組之間互差30°電氣角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流無刷電機(jī)，其特征在于:所述直流無刷電機(jī)采用12路矩陣PWM控制芯片驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直流無刷電機(jī)，其特征在于:所述6組繞組在12路矩陣PWM控制芯片的控制下以星形“Y”方式或三角形“Λ”方式連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流無刷電機(jī)，其特征在于:所述6組繞組以星形“Y”方式連接時二相繞組饋電一相繞組流出或一相繞組饋電二相繞組流出。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流無刷電機(jī)，其特征在于:所述6組繞組以三角形“Λ”方式連接時三相繞組同時饋電。
【專利摘要】本實(shí)用新型公布了一種直流無刷電機(jī)，包括永磁體和繞組，其特征在于：所述電機(jī)具有對稱分布的6組繞組，所述繞組之間互差30°電氣角。所述直流無刷電機(jī)采用12路矩陣PWM控制芯片驅(qū)動。所述6組繞組在12路矩陣PWM控制芯片的控制下以星形“Y”方式或三角形“△”方式連接。本實(shí)用新型直流無刷電機(jī)具有6組繞組，采用12路PWM矩陣驅(qū)動，電機(jī)啟動與爬坡采用星形“Y”型方式，高速運(yùn)行采用三角形“△”方式。從而使得電機(jī)調(diào)速范圍更加寬，同時延長了電機(jī)的使用壽命。
【IPC分類】H02K29-00, H02K3-28, H02P6-08
【公開號】CN204517620
【申請?zhí)枴緾N201520157388
【發(fā)明人】劉恩
【申請人】浙江雅迪機(jī)車有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年3月19日