CN102290940A - 三相多速电动机的3t-y绕组连接 - Google Patents

三相多速电动机的3t-y绕组连接 Download PDF

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Abstract

一种三相多速电感电动机组件，其被配置为包括改变电动机速度的控制器。电动机组件包括定子芯组件、一对与每相对应的主绕组线圈组、和一对与每相对应的可选额外绕组线圈组。在低速运行期间，控制器将第一组三条引线连至电源从而仅仅激励主线圈组。在高速运行期间，控制器将第二组三条引线连至电源从而激励主线圈组和可选额外线圈组。

Description

三相多速电动机的3T-Y绕组连接
技术领域
本发明总体涉及一种三相多速电感电动机组件。更具体地，本发明涉及一种包括可选额外绕组线圈组的三相多速电感电动机组件，其中仅仅在所选择速度运行模式期间激励该绕组线圈组以有效改进多个速度运行模式之间的平衡电动机效率。
背景技术
本领域技术人员将理解已知三相电感电动机通常有效并普遍用于多种工业应用中。而且在某些基于运行要求的不同速度下驱动负载的应用中期望可在多个速度下运行的三相电感电动机例如二速电动机。为促进本领域已知的三相电动机的两个运行速度，该三相电动机的电线通常连至合适的控制器，所述控制器可切换连至电源的引线从而改变电动机有效数量的极(从而改变速度)。
传统地，如本领域所通常已知，主绕组线圈组之间的YY-△或者YY-Y绕组连接用于提供具有低速运行模式和高速运行模式的三相电动机。虽然YY-△和YY-Y绕组连接形式在某些方面令人满意，但是两种连接形式均难以平衡低速效率和高速效率，从而产生运行成本缺陷。当试图以非常高的效率驱动轻负载时，这样的在平衡低速模式和高速模式两方面的困难特别有害。
在下面将详细描述和说明的三相两速电动机的常规YY-△绕组连接形式中，如本领域通常已知，提供一对对应于三个电相每相的主线圈组并将主线圈组相互连接。在低速和高速运行模式下都激励所有线圈组。在YY-△绕组连接形式下，高速模式常常太弱，而低速模式常常太强。这样的连接形式因此使得低速运行倾向于在轻负载下非常饱和，造成低速模式下效率通常更低。
在下面将详细描述和说明的三相两速电动机的常规YY-Y绕组连接形式中，如本领域通常已知，提供一对对应于三个电相每相的主线圈组并将主线圈组相互连接。在低速和高速运行模式下都激励所有线圈组。在YY-Y绕组连接形式下，高速模式常常太强，而低速模式常常太弱。这样的连接形式因此使得高速运行倾向于在轻负载下非常饱和，造成高速模式下效率通常更低。
本领域技术人员将理解YY-△和YY-Y绕组连接形式之间速度模式效率的差异需要选择在指定应用中哪个速度模式效率更重要。甚至借助这样的选择，在其中一个速度模式下特别是当试图以非常高的效率驱动轻负载时仍然不期望受到较低效率影响。
发明内容
根据本发明一方面，开发了一种创造性3T-Y绕组连接形式用于三相多速电感电动机。新的3T-Y绕组连接形式包括特殊的绕组分布以改进现有技术连接形式选项的低速效率。另外，新的3T-Y绕组连接形式包括对应每相的每个主绕组线圈组的独特可选额外绕组线圈组以改进现有技术连接形式选项的高速效率。因此，新的3T-Y绕组连接形式以现有技术绕组连接未能实现的方式有效平衡多速效率。
优选仅仅在高速运行期间激励独特的额外绕组线圈组，并且该线圈组用于根据设计要求平衡高速和低速停转转矩(breakdown torque)，并增加高速有效圈数。在一个实施例中，包括新的3T-Y绕组连接形式的三相多速电感电动机获得了低速模式运行期间至少大约84％的效率和高速模式运行期间至少大约88％的效率。实现这些效率改进的同时相对于现有技术连接略微降低了槽满率(slot fill percentage)，并采用大致相同的绕组材料(例如铜线)重量。因此，可在不显著增加生产成本时获得新的3T-Y绕组连接形式的益处。
根据本发明一方面，通过具有2n-极高速模式和4n-极低速模式的三相多速电感电动机进行改进，其中n为大于或者等于1的整数。该电动机包括提供轴向槽并限定容纳转子组件的中心轴向孔的定子芯组件，其中n对对应每相的主绕组线圈组设置在该芯组件的槽中。当电动机处于低速模式下时，激励主线圈组，其中每相内的主线圈组以串联形式相互连接。改进包括对应每个主绕组线圈组的可选额外绕组线圈组。可选的额外绕组线圈组设置在芯组件的槽中。当电动机处于高速模式下时，主线圈组和可选额外线圈组都被激励，其中每相内的主线圈组并联地相互连接而每相内的可选额外线圈组串联地相互连接。
根据本发明另一方面，提供了一种三相多速电感电动机组件。电动机组件包括定子芯组件，对应每相的一对主绕组线圈组，和对应每相的一对可选额外绕组线圈组。该线圈组选择地适合于低速运行和高速运行。低速运行被配置为连至电源的第一组三条电线限定为仅仅激励主线圈组。高速运行被配置为连至电源的第二组三条电线限定为对主线圈组和可选的额外线圈组都激励。
本发明的另一方面涉及一种电感电动机组件。该电动机组件包括定子芯组件，盘绕在定子芯组件上并包括一对第一主绕组线圈组的第一相主绕组组，盘绕在定子芯组件上并包括一对第二主绕组线圈组的第二相主绕组组，和盘绕在定子芯组件上并包括一对第三主绕组线圈组的第三相主绕组组。电动机还包括盘绕在定子芯组件上并包括一对第一可选额外绕组线圈组的第一相可选额外绕组组、盘绕在定子芯组件上并包括一对第二可选额外绕组线圈组的第二相可选额外绕组组、和盘绕在定子芯组件上并包括一对第三可选额外绕组线圈组的第三相可选额外绕组组。绕组组在4-极低速运行期间电连接从而仅仅激励第一、第二和第三主线圈组，其中相应的第一、第二和第三主线圈组的对相互串联连接。绕组组在2-极高速运行期间电连接从而激励第一、第二和第三主线圈组并且激励第一、第二和第三可选额外线圈组，其中相应的第一、第二和第三主线圈组的对相互并联连接并且相应的第一、第二和第三可选额外线圈组对相互串联连接。
该概述是用于以简单形式引入在下面对优选实施例的详细描述中进一步描述的概念的选择。该概述不用于识别所所述主题的关键特征或者必要特征，也不用于限制所所述主题的范围。
将从下面对优选实施例和附图的详细描述清楚本发明的各种其它方面和优点。
附图说明
参考所附附图详细描述本发明优选实施例，其中
图1为根据本发明实施例原理构造的电感电动机组件的部分切削的等大视图，示出了设置在电动机箱内的转子组件和定子组件，该电动机箱包括相对的端护罩，以及部分延伸通过其中一个端护罩的轴，详细示出了包括定子芯组件的电动机组件的内部元件，该芯组件包括多个轴向堆叠的提供轴向槽的定子叠片；
图2a为具有YY-△绕组连接的现有技术三相两速电动机的示意绕组分布视图，示出了一对和设置在定子芯组件内的每相对应的主绕组线圈组，其中主绕组线圈组每个都周向跨越九个槽；
图2b为和图2a基本类似的具有YY-△绕组连接的现有技术三相两速电动机的示意绕组分布视图，但其中主绕组线圈组每个都周向跨越十个槽；
图3为具有YY-△绕组连接的现有技术三相两速电动机例如在图2a和2b中所示的电动机的示意性绕组连接视图，示出了主绕组线圈组的YY-△绕组连接形式；
图4a为具有YY-Y绕组连接的现有技术三相两速电动机的示意绕组分布视图，示出了一对和设置在定子芯组件的槽内的每相对应的主绕组线圈组，其中主绕组线圈组每个都周向跨越十个槽；
图4b为和图4a基本类似的具有YY-Y绕组连接的现有技术三相两速电动机的示意绕组分布视图，但其中主绕组线圈组每个都周向跨越十一个槽；
图5为具有YY-Y绕组连接的现有技术三相两速电动机例如在图4a和4b中所示的电动机的示意性绕组连接视图，示出了主绕组线圈组的YY-Y绕组连接形式；
图6a为包括示出在图4和5中示出的在2极、高速运行模式下运行的现有技术三相两速电动机的磁动势对电弧度的总视图的视图；
图6b为包括示出在图4和5中示出的在4极、低速运行模式下运行的现有技术三相两速电动机的磁动势对电弧度的总视图的视图；
图7a为具有根据本发明优选实施例原理构造的3T-Y绕组连接的三相多速电感电动机组件例如图1的电动机组件的示意性绕组分布视图，示出了一对和设置在定子芯组件槽内的每相对应的主绕组线圈组，和一对与每相相应的设置在定子芯组件的槽中并与相应的主线圈组相邻的可选额外绕组线圈组，其中每相的主绕组线圈组和相关的可选额外线圈组的组合周向跨越十个槽；
图7b为和图7a基本类似的具有根据本发明优选实施例原理构造的3T-Y绕组连接的三相多速电感电动机组件例如图1的电动机组件的示意性绕组分布视图，但主绕组线圈组和每相相关可选额外线圈组的组合周向跨越11个槽；
图8为具有根据本发明优选实施例原理构造的3T-Y绕组连接的三相多速电感电动机组件例如图7a和7b所示的电动机组件的示意性绕组连接图，示出了在主绕组线圈组和可选额外绕组线圈组之间的3T-Y绕组连接形式；
图9a为包括示出在图7和8中示出的在2极、高速运行模式下运行的三相多速电动机组件的磁动势对电弧度的总视图的视图；以及
图9b为包括示出在图7和8中示出的在4极、低速运行模式下运行的三相多速电动机组件的磁动势对电弧度的总视图的视图；
附图不限制本发明于这里所公开和描述的特殊实施例。附图不一定成比例，相反重点在于清楚地描述优选实施例的原理。
具体实施方式
本发明容许多种不同形式的实施例。虽然附图描述以及说明书说明了本发明的某些优选实施例，但是需要理解的是这样的公开内容仅仅是通过实例而已。不期望将本发明的原理限制在特别公开的实施例。
首先参考图1，描述了一种用于各种应用的根据本发明实施例原理构造的三相多速电感电动机组件20。虽然电动机组件20在各种应用中都有用，但是当电动机组件20配置为包括驱动轻负载的数字控制器22时，所示实施例特别有用。更具体地，当电动机组件20包括数字控制器22并配置为驱动涡旋、转动或者活塞式密封压缩机(未示出)时电动机组件20特别有利。
注意到在工业应用中数字控制器22可以为电动机组件20的可分离元件(如所示的)或者可集成至电动机组件20或者设备以被驱动而不偏离本发明的教导。另外，特别注意电动机组件20不必为所谓的“孤立”电动机组件形式(如图1所示)，而是可和例如压缩机组件的设备组合以被驱动，同时仍然确定地属于本发明的范围。如本领域技术人员容易理解，在这样的实例(例如其中电动机组件20配置为驱动压缩机组件，同时电动机组件20和压缩机组件都设置在共同的壳体内)中，电动机组件20可形成更大整体元件例如通常统称为压缩机的设备的部分。
如通常所常见的，电动机组件20主要包括可绕轴转动的转子组件24和定子组件26。转子组件24和定子组件26都通常容纳在主要由电动机箱30限定的内电动机腔室28中。转子组件24包括从电动机箱30一端向外突出的轴向设置轴32。
所示出的电动机箱30通常为柱形并提供相对的轴向裕量34、36。电动机箱30包括外壳件38，其具有多个设置在外壳38轴向外部裕量周围的通风口40以提供通风外壳38。但是本领域技术人员将容易理解选择性非通风外壳(未示出)清楚地处于本发明的范围内。电动机箱30还包括分别设置在轴向裕量34、36附近并固定在外壳38上的端护板42、44。在所示实施例中，每个端护板42、44都以多个包括螺钉-和-螺母组件46的紧固件连至外壳38。但是本领域技术人员容易理解，端护板42、44任一个或者两者都可可选择地例如通过焊接或者集成其上地固定在外壳38上，而不偏离本发明的教导。
继续参考图1，注意端护板42、44在许多方面基本类似，显著的不同在于端护板42基本为实心，而端护板44(未具体示出)包括多个被限定为通过其中的通风口(未示出)。这样的通风口使得通风空气可以沿总体轴向的方向从外部流向电动机腔室28内部以冷却电动机组件20不受在工作期间产生的热的影响。如本领域技术人员在浏览该说明书时容易理解，配置为随电动机组件24旋转的风扇(未示出)可用于将冷却通风空气经通风口抽至电动机腔室28中并将空气排出外壳38中的通风口40以对电动机组件20产生冷却效果。虽然在这里仅仅描述了一个示例性实施例，但是当然考虑选择的冷却和/或通风结构包括具有非通风外壳(未示出)和没有通风口的端护板(例如实心端护板42)的全封闭电动机，并且这些明确地属于本发明的范围。
如本领域技术人员容易理解的，轴承组件(未示出)可操作地与每个端护板42、44的部分相关以可旋转支撑轴32。另外，盖48可操作地固定至端护板42的部分以基本上将内电动机腔室28和外部元件隔开。盖48包括延伸通过其中的孔以环绕和有利于轴32通过。注意主要实心的盖(未示出)类似地可操作固定至端护板44的部分但不便于轴32通过其中。
如本领域技术人员在浏览该公开内容时容易理解，电动机组件20的许多上述一般部件在本质上基本是常规的，而这样的部件各方面可为可选形式和/或与所描述实施例相比差异很大但不偏离本发明的教导。另外，本领域技术人员将理解若干上述一般部件(例如外壳、端护板和/或盖)可不包括在电动机组件20的一些应用中，例如当电动机组件20组合至共用体从而驱动设备(例如如上所述的压缩机)时。任何这样的对电动机组件20的通常常规的部件所进行的任何更改不影响本发明的由权利要求限定的范围。
现在简单地参考定子组件26的构造细节，本领域技术人员容易理解在图1中所示定子组件26宽泛地包括定子芯50和通常轴向同心的绕组52。如本领域技术人员通常已知，所示定子芯50由多个轴向堆叠的定子叠片54组成。需要注意的是以通常的示意形式示出了图1所示绕组52，但是下面描述了关于绕组52的其它细节。如本领域技术人员容易理解，绕组52的特定结构可直接影响电感电动机组件20的功率、扭矩、电压、转速、极数等等。
如本领域相当常见，每个单独的定子叠片54包括基本环形的钢体从而形成定子芯50的多个轴向堆叠定子叠片54共同形成容纳转子组件24的总体中心轴向孔56。如本领域技术人员容易理解，气隙58在定子组件26的定子芯50和转子组件24之间延伸从而转子组件24能够在定子组件26内自由旋转。形成定子芯50的多个轴向堆叠定子叠片54还共同形成轴向延伸通过其中的多个孔60，从而在构造电动机组件20时，螺栓螺母组件46通过孔60。
另外，形成定子芯50的多个轴向堆叠定子叠片54还共同形成多个轴向延伸通过其中的通常弓形的槽62，其中每个所示槽62与气隙58连通。如本领域技术人员将容易理解，包括绕组52的导线通过将其容纳在其中的槽62。注意在所示实施例中，定子组件26的定子芯50包括二十四个槽62，尽管可选择地提供各种数量的槽而不偏离本发明的教导。
在这里不必详细描述转子组件24，本领域技术人员能够充分理解转子组件24可以为本领域通常已知的常规构造。例如，转子组件24可包括暴露的杆、鼠笼式转子，尽管本领域技术人员容易理解可提供转子组件的各种配置而仍属于本发明的范围。
现在转向三相电动机的运行和其中使用的绕组的细节，本领域技术人员将容易理解在各种工业应用(例如驱动泵、风扇、鼓风机、压缩机等等)中通常使用三相电感电动机。如通常已知，和相同电压等级和占空因数的单相电动机相比三相电动机常常更紧凑和更廉价。此外，许多三相电动机常常震动更少因而比在相同条件下使用的相同功率的相应单相电动机寿命更长。
三相电感电动机可配置为操作多个速度，这一点在某些基于工作要求的不同速度下驱动负载的应用中令人期望。在这里所示示例性实施例中，将集中讨论包括高速运行模式和低速运行模式的两速电动机。但是本发明的原理不限于两速电动机，但是可可选择地应用至包括其它运行速度模式的电动机。
改变三相电动机中运行速度模式的常规方法包括改变对每种运行速度模式产生的有效极数。对于这里所述的示例性实施例，认为三相多速电感电动机组件20包括2n极高速模式和4n极低速模式，其中n为大于或等于1的整数。更特别地，这里的详细讨论集中于n等于1的实施例，从而电动机组件20提供2极高速模式和4极低速模式。但是这样的示例性实施例并非限制本发明的原理，因为对应于所产生的更高有效极的n的更大整数值仍然处于本发明的范围内。
通过以来自电源(未示出)的三相交流电激励绕组52而驱动三相电感电动机组件20，其中相通常被指定为A、B和C相(注意在这里一致使用这样的常规相表示)。如本领域技术人员容易理解，A、B和C相每个基本上幅度相等，但是相互偏差120°(2π/3弧度)。通过将绕组52划分为每相至少一个绕组线圈组——这里，划分为对应每相的n对主绕组线圈组——该三个偏差A、B和C相共同形成定子组件26内的旋转磁场。在这里的详细讨论中，n等于1从而绕组52包括一对对应每相的主绕组线圈组。如本领域技术人员将容易理解，定子组件26中的旋转磁场包括转子组件24中的相应旋转磁场，从而使得转子组件24旋转。
为促进三相电动机的高运行速度和低运行速度，包括绕组52的线圈组的电线连至可切换和电源相连的电线的控制器从而改变电动机的有效极数(并因此改变速度)。参考图1，在所示本发明的实施例中，如下面详细描述，绕组线圈组共同形成连至控制器22以可选择地连至电源(未示出)的六条线64、66、68、70、72、74。
除了连至控制器22以外，绕组线圈组相互互联从而可选择地激励导线64-74中的某些导线改变所形成的有效极从而在运行速度模式之间切换。传统地，绕组线圈组之间的YY-△或者YY-Y绕组连接用于提供具有低速运行模式和高速运行模式的三相电动机。虽然在某些方面YY-△和YY-Y绕组连接形式令人满意，但是两种连接形式都难以平衡低速效率和高速效率，产生运行成本缺陷。当试图以非常高的效率驱动轻负载时这样的平衡低速模式和高速模式效率的困难可特别有害。
首先注意图2a、图2b和3中示意性示出的现有技术YY-△绕组连接，现有技术三相、两速电动机(未示出)具有YY-△绕组连接。图2a和2b示出了示意性的和设置在定子芯50′的槽62′中的每相对应的一对主绕组线圈组A1′、A2′、B1′、B2′、C1′、C2′的绕组分布视图。注意图2a和2b基本上类似，主绕组线圈组A1′、A2′、B1′、B2′、C1′、C2′在图2a中每个都周向跨过九个槽62′而在图2b中每个都周向跨过十个槽62′。
在图2a和2b中，如本领域技术人员将容易理解，主绕组线圈组A1′、A2′、B1′、B2′、C1′、C2′设置在槽62′中并围绕配置为容纳转子组件(未示出)的中心孔56′。每个主绕组线圈组包括四个线圈从而线圈组A1′包括线圈76a、76b、76c、76d而线圈组A2′包括线圈78a、78b、78c、78d。相似地，线圈组B1′包括线圈80a、80b、80c、80d而线圈组B2′包括线圈82a、82b、82c、82d。而且，线圈组C1′包括线圈84a、84b、84c、84d，而线圈组C2′包括线圈86a、86b、86c、86d。
如本领域技术人员在浏览该公开内容时将容易理解，温度传感器88a、88b、88c通常设置在一组每相对(phase pair)的主线圈组的中心。该温度传感器88便于对在每相对的线圈组内产生的热的数据收集。如本领域技术人员将容易理解，每个线圈76-86都包括可和其它线圈不同的离散数量的圈数，但是注意相之间的相应线圈(例如组A1′的线圈76a和组B1′的线圈80a)的圈数通常相等。
现在参考图3，提供了具有YY-△绕组连接的现有技术三相、两速电动机例如图2a和2b中所示电动机的示意性绕组连接视图，示出了主绕组线圈组A1′、A2′、B1′、B2′、C1′、C2′之间的YY-△绕组连接形式。如本领域技术人员在浏览该公开内容时将容易理解，如下面所总结的，控制器(未示出)将引线(图2a、2b和3中的T1-T6)连至合适电源(未示出)的电源线(L1-L3)。
  速度   L1   L2   L3   断开   一起
  低   T1   T2   T3   T4，T5，T6   无
  高   T4   T5   T6   无   T1，T2，T3
表格1
假定上述连接，下面的表格总结了每个线圈组中的有效圈数(在2-极高速模式下，总有效圈数N为每个线圈76圈数的总和；在4极低速模式下，总有效圈数为该数的一半，或者N/2)。下面的表格还示出了每个线圈组相互之间的相绕组形式。
  速度   相电压   圈数   相绕组
  低   380V   N/2   SER
  高   220V   N   PAR
表格2
在上面描述的三相、两速电动机的常规YY-△绕组连接形式中，在低速和高速运行模式下都激励所有的线圈组A1′、A2′、B1′、B2′、C1′、C2′。作为实际结果，在YY-△绕组连接形式中高速模式常常太弱而低速模式又常常太强。这样的连接形式因此使得低速运行倾向于在轻负载下非常饱和，导致低速模式期间通常更低的效率。
现在转向在图4a、图4b和5中示意性描述的现有技术YY-Y绕组连接，现有技术三相、两速电动机(未示出)具有YY-Y绕组连接。图4a和4b示出了示意性的和设置在定子芯50″的槽62″中的每相对应的一对主绕组线圈组A1″、A2″、B1″、B2″、C1″、C2″的绕组分布视图。注意图4a和4b基本上类似，主绕组线圈组A1″、A2″、B1″、B2″、C1″、C2″在图4a中每个都周向跨过十个槽62″而在图4b中每个都周向跨过十一个槽62″。
在图4a和4b中，如本领域技术人员将容易理解，主绕组线圈组A1″、A2″、B1″、B2″、C1″、C2″设置在槽62″中并围绕配置为容纳转子组件(未示出)的中心孔56″。每个主绕组线圈组包括四个线圈，从而线圈组A1″包括线圈90a、90b、90c、90d，而线圈组A2″包括线圈92a、92b、92c、92d。相似地，线圈组B1″包括线圈94a、94b、94c、94d，而线圈组B2″包括线圈96a、96b、96c、96d。而且，线圈组C1″包括线圈98a、98b、98c、98d，而线圈组C2″包括线圈100a、100b、100c、100d。
如本领域技术人员在浏览该公开内容时将容易理解，温度传感器102a、102b、102c通常设置在一组每相对的主线圈组的中心。该温度传感器102便于对在每相对的线圈组内产生的热的数据收集。如本领域技术人员将容易理解，每个线圈90-100都包括可和其它线圈不同的离散数量的圈数，但是注意相之间的相应线圈(例如组A1″的线圈90a和组B1″的线圈94a)的圈数通常相等。
现在参考图5，提供了具有YY-Y绕组连接的现有技术三相、两速电动机，例如图4a和4b中所示电动机的示意性绕组连接视图，示出了主绕组线圈组A1″、A2″、B1″、B2″、C1″、C2″之间的YY-Y绕组连接形式。如本领域技术人员在浏览该公开内容时将容易理解，如下面所总结的，控制器(未示出)将引线(图4a、4b和5中的T1-T6)连至合适电源(未示出)的电源线(L1-L3)。
  速度   L1   L2   L3   断开   一起
  低   T1   T2   T3   T4，T5，T6   无
  高   T4   T5   T6   无   T1，T2，T3
表格3
假定上述连接，下面的表格总结了每个线圈组中的有效圈数(在2-极高速模式下，总有效圈数N为每个线圈90圈数的总和；在4极低速模式下，总有效圈数为该数的一半，或者N/2)。下面的表格还示出了每个线圈组相互之间的相绕组形式。
  速度   相电压   圈数   相绕组
  低   220V   N/2   SER
  高   220V   N   PAR
表格4
在上面描述的三相、两速电动机的常规YY-Y绕组连接形式中，在低速和高速运行模式下激励所有的线圈组A1″、A2″、B1″、B2″、C1″、C2″。作为实际结果，在YY-Y绕组连接形式中高速模式常常太强而低速模式又常常太弱。这样的连接形式因此使得高速运行倾向于在轻负载下非常饱和，导致高速模式期间通常更低的效率。
参考图6a，示出了包括示出在图4和5中示出的在2极高速运行模式下运行的现有技术三相两速电动机的磁动势对电弧度的总视图的曲线图。如本领域技术人员容易理解，轮廓和相邻极104、106之间的总磁动势都基本上相同。图6b包括相似的包括描述在4极低速运行模式下运行的相同现有技术电动机的磁动势比电弧度的总视图的曲线图。如本领域技术人员将容易理解，轮廓和相邻极108、110之间的磁动势再次都基本上相同。
本领域技术人员将理解YY-△和YY-Y绕组连接形式之间速度模式效率的差异需要选择在指定应用中哪个速度模式效率更重要。甚至借助这样的选择，在其中一个速度模式例如当试图以非常高效率驱动轻负载时仍然不期望受到较低效率影响。
现在简单转向电动机效率，本领域技术人员将容易理解在电动机寿命期间和电动机运行相关的能耗将构成对终端用户非常大的经济负担。因此，即使这样的改进仅仅为较小的百分比，总电动机效率的改进也能使得在电动机寿命期间明显节能。因此产生效率增益的对电动机设计或者构造的创造性改进可提供明显的竞争优势。
现在特别注意在图7a、7b和8中示意性描述的创造性3T-Y绕组连接，图1中描述的三相多速电感电动机组件20具有新的3T-Y绕组连接。图7a和7b示出了和设置在定子芯50的槽62中的每相对应的一对主绕组线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2的示意性绕组分布视图。此外，图7a和7b还示出了和每相对应的一对可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4的示意性绕组分布视图，每个组对应相应的其中一个主绕组线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2。可选择的额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4也设置在定子芯50的槽62中。
在所示实施例中，对于每相，每个该可选择的额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4设置为和相应的主线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2总体上周向相邻。注意图7a和7b基本上类似，分别具有每个主绕组线圈组和相关的可选额外绕组线圈组的组合A1和A3、A2和A4、B1和B3、B2和B4、C1和C3、C2和C4，在图7a中每个都周向跨越十个槽62而在图7b中每个都周向跨越十一个槽62。
在图7a和7b中，如本领域技术人员将容易理解，主绕组线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2和可选择的额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4设置在槽62中并围绕配置为容纳转子组件24的中心孔56。在所示实施例中，每个主绕组线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2包括三个通常同心盘绕的线圈从而主线圈组A1包括线圈112a、112b、112c，而主线圈组A2包括线圈114a、114b、114c。相似地，主线圈组B1包括线圈116a、116b、116c，而线圈组B2包括线圈118a、118b、118c。而且，主线圈组C1包括线圈120a、120b、120c，而主线圈组C2包括线圈122a、122b、122c。注意每个主绕组线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2可可选地包括多于或者少于三个的这里所示线圈并且仍然明确地处于本发明的范围。
在所示实施例中，每个可选择的额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4都包括单个线圈从而可选额外线圈组A3包括线圈124，可选额外线圈组A4包括线圈126。相似地，可选额外线圈组B3包括线圈128，而可选额外线圈组B4包括线圈130。而且，可选额外线圈组C3包括线圈132而可选额外线圈组C4包括线圈134。还注意每个可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4可可选地包括多于这里所示的单个线圈并且仍然明确地处于本发明的范围。
如本领域技术人员在浏览该公开内容时将容易理解，温度传感器136a、136b、136c通常设置在一组每相对的主线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2的中心。该温度传感器136便于对在每相对线圈组内产生的热的数据收集以作为安全预警，从而如果任何相对的线圈组开始过热则关闭电动机组件20。
如本领域技术人员将容易理解，每个主线圈112-122都包括可和其它线圈圈数不同的离散数量的圈数，但是注意相之间的相应线圈(例如组A1的线圈112a和组B1的线圈116a)的圈数通常相等。相似地，如本领域技术人员在浏览该公开内容时将容易理解，每个可选额外线圈124-134都包括可和其它线圈圈数不同的离散数量的圈数，但是注意因为可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4每个都包括单个线圈124-134的其中一个，每个可选额外线圈124-134的圈数相等。下面描述关于样品实施例具体圈数的其它细节。
在2极高速运行期间和4极低速运行期间都激励主绕组线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2。相反，仅仅在4极低速运行期间激励可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4(即在2极高速运行期间不激励可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4)。高速和低速运行模式以及与其相关的相应激励线圈组都由至合适电源(未示出)的电源线(L1-L3)的第一和第二组三条引线(图7a、7b和8中的T1-T6)限定。
在所示实施例中，现在参考图8，提供了在这里详细示出的示例性3T-Y绕组连接的示意性绕组连接视图，详细示出了主绕组线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2之间以及可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4之间的3T-Y绕组连接形式。如本领域技术人员在阅读该公开内容时将容易理解，如下表所总结的，控制器22将引线64-74(对应图7a、7b和8中的引线T1-T6)连至合适电源(未示出)的电源线(L1-L3)。
  速度   L1   L2   L3   断开   一起
  低   T1   T2   T3   T4，T5，T6   无
  高   T4   T5   T6   无   T1，T2，T3
表格5
假定上述线圈组的连接和运行，下面的表格总结了每个线圈组中的有效圈数。例如，在4极低速运行期间，一个激励相组(A1)的总有效圈数仅仅为N/2或者仅仅主线圈112每个圈数总数的一半(因为在4极低速模式期间不激励可选额外线圈124)。另一方面，在2极高速运行期间，一个激励相组(A1+A3)的总有效圈数为N+E，或者主线圈112每个圈数总数加上可选额外线圈124的圈数。下面的表格还示出了每个线圈组相互之间的相绕组形式。
  速度   相电压   圈数   相绕组
  低   220V   N/2   SER
  高   220V   N+E   PAR/双路盘绕(TWO-IN-HAND)
表格6
对于这里详细描述的所示实施例，对表格5和6中所提供的数据的组合示出了关于新3T-Y连接形式的示例性实施例的其它细节。
在4极低速模式下，控制器22操作地将引线T1、T2和T3连至合适电源(未示出)的相电源线L1、L2和L3，并且可操作地保持引线T4、T5和T6断开。因此，在4极低速模式下，仅仅激励主绕组线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2，而每相中的主绕组线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2以串联形式相互连接。
另一方面，在2极高速模式下，控制器22操作地将引线T4、T5和T6连至合适电源(未示出)的相电源线L1、L2和L3，并且可操作地将引线T1、T2和T3连在一起。因此，在2极高速模式下，激励主绕组线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2和可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4，其中每相中的主绕组线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2相互并联连接，并且每相中的可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4相互串联连接。
在这里所详细描述的实施例中，可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4的单个线圈124-134每个都双路盘绕从而每单个线圈124-134的有效圈数翻倍。双路盘绕可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4的单个线圈124-134允许单个线圈124-134采用更细的导线同时维持和单个绕组粗导线相同的电阻(两条较细的导线的横截面面积和一条较粗的导线近似相等)。另外，双路盘绕可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4的单个线圈124-134避免了由转子组件24旋转所产生的电感在电动机组件20在低速模式下运行时(当不激励可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4时)激励可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4的可能。无意地通过转子组件24激励可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4可另外产生不期望的功率损失并有害地降低效率。双路盘绕可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4的单个线圈124-134防止了低速运行期间无意的激励。
现在参考图9a，示出了包括在图7和8中示出的在2极高速运行模式下运行的3T-Y绕组连接形式的电动机组件20的磁动势对电弧度的总视图的曲线图。如本领域技术人员容易理解，轮廓和相邻极138、140之间的总磁动势都基本上相同。图9b包括相似的包括在4极低速运行模式下运行的3T-Y绕组连接形式的相同电动机组件20的磁动势对电弧度的总视图的曲线图。如本领域技术人员将容易理解，相邻极142、144之间的磁动势轮廓稍微不同，但是表示相邻极142、144之间总磁动势的面积再次基本上相同。
如上所述，电动机的效率在和电动机运行相关的能耗方面起重要作用。因此，即使这样的改进仅仅为较小的百分比，总电动机效率的改进也能使得在电动机寿命期间明显节能，这一点可有利地降低对终端用户的经济负担。测试表明根据在上面描述的本发明优选实施例构造的包括新3T-Y绕组连接形式和仅仅在选择速度模式下激励的主线圈组和可选额外线圈组的组合的电感电动机组件20，与包括常规YY-△或者YY-Y绕组连接形式和在所有速度模式下都激励的线圈组的现有技术电感电动机组件相比，具有明显的总效率增益。
在第一测试情形中，和在上面详细描述的包括新3T-Y绕组连接形式和仅仅在选择速度模式下激励的主线圈组和可选额外线圈组的组合的电感电动机组件20的第一实施例相比，测试了包括常规YY-△绕组连接形式和在所有速度模式下都激励的线圈组的第一现有技术电动机。两个第一测试电动机都在三百八十(380)伏和五十(50)赫兹、4极低速模式和2极高速模式下运行。另外，两个第一测试电动机都在六(6)马力下评估并且都包括尺寸相同的定子芯，其叠片层叠尺寸为四又八分之五英寸(4.625″)并且重量相同(54.814盎司)。两个测试电动机的定子芯都包括二十四(24)个轴向槽，其中第一现有技术电动机的绕组包括跨越九(9)个槽的常规YY-△绕组连接形式，并且新的创造性电动机组件20的绕组包括跨越十一(11)个槽的新3T-Y绕组连接形式。
相对于第一现有技术电动机对该新的创造性电动机组件20的构造的分析表明绕组的槽满率下降(从第一现有技术电动机的74.5％至新电动机的72.0％)，并且绕组材料(在测试情形中为铜)的重量几乎保持恒定(从第一现有技术电动机的7.602盎司略微上升至新电动机的7.782盎司)。运行测试之后，在每个速度模式下效率和停转转矩都有明显差异。在低速模式下，效率有利地上升(从第一现有技术电动机的82.8％至新电动机的85.2％)而停转转矩有利地下降(从第一现有技术电动机的718.8盎司-英尺至新电动机的488.7盎司-英尺)。在高速模式下，效率也有利地上升(从第一现有技术电动机的86.6％至新电动机的90.2％)而停转转矩有利地下降(从第一现有技术电动机的573.3盎司-英尺至新电动机的919.6盎司-英尺)。
总体而言，和第一现有技术电动机(包括常规YY-△绕组连接形式和在所有速度模式下都激励的线圈组)相比，新的创造性电感电动机组件20(包括新3T-Y绕组连接形式和仅仅在选择速度模式下激励的主线圈组和可选额外线圈组的组合)产生总的效率增益。另外，克服了关于提供常常太弱的高速模式和常常太强的低速模式的YY-△绕组连接形式的常规缺陷。如本领域技术人员在浏览该公开内容时将容易理解，电感电动机组件20提供高速模式下略大于低速模式下停转转矩一半的停转转矩，消除了现有技术YY-△绕组连接形式的缺陷。
在更详细地描述上面所详细描述的具有新3T-Y绕组连接形式的电感电动机组件20的第一实施例中，采用下面的铜线规格进行绕组。主绕组线圈组A1、A2、B1、B2的外部和中部以#17.50规格线盘绕。可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4的外部和中部也以#17.50规格线盘绕。主绕组线圈组C1、C2的内部以#17.75规格线盘绕。可选额外绕组线圈组C3、C4的内部也以#17.75规格线盘绕。而且，组内每个线圈包括下面的圈数。在主绕组线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2中，线圈112a、114a、116a、118a、120a、122a每个都包括六十(60)圈；线圈112b、114b、116b、118b、120b、122b每个都包括四十四(44)圈；而线圈112c、114c、116c、118c、120c、122c每个都包括二十四(24)圈。在可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4中，每单个线圈124、126、128、130、132、134都包括四(4)圈。注意因为双路盘绕每单个线圈124、126、128、130、132、134，所以每单个线圈124、126、128、130、132、134提供八(8)个有效圈。
在第二测试情形中，和在上面详细描述的包括新3T-Y绕组连接形式和仅仅在选择速度模式下激励的主线圈组和可选额外线圈组的组合的电感电动机组件20第二实施例相比，测试了包括常规YY-Y绕组连接形式和在所有速度模式下都激励的线圈组合的第二现有技术电动机。两个第二测试电动机都在三百八十(380)伏和五十(50)赫兹、4极低速模式和2极高速模式下运行。另外，两个第二测试电动机都在五(5)马力下评估并且都包括尺寸相同的定子芯，其叠片层叠尺寸为四又八分之七英寸(4.875″)并且重量相同(44.931盎司)。两个测试电动机的定子芯都包括二十四(24)个轴向槽，其中第二现有技术电动机的绕组包括跨越十(10)个槽的常规YY-Y绕组连接形式，并且新的创造性电动机组件20的绕组包括跨越十一(11)个槽的新3T-Y绕组连接形式。
相对于第二现有技术电动机对该新的创造性电动机组件20的构造的分析表明，绕组的槽满率下降(从第二现有技术电动机的72.0％至新电动机的70.1％)，并且绕组材料(在测试情形中为铜)的重量几乎保持恒定(从第二现有技术电动机的6.304盎司略微下降至新电动机的6.093盎司)。运行测试之后，在每个速度模式下效率和停转转矩也有明显差异。在低速模式下，效率有利地上升(从第二现有技术电动机的81.7％至新电动机的83.9％)而停转转矩有利地增加(从第二现有技术电动机的334.2盎司-英尺至新电动机的353.1盎司-英尺)。在高速模式下，效率保持基本恒定(从第二现有技术电动机的88.7％至新电动机的87.8％的少于一个百分点的略微下降)而停转转矩保持基本恒定(从682.4盎司-英尺至新电动机的696.3盎司-英尺)。
总体而言，和第二现有技术电动机(包括常规YY-Y绕组连接形式和在所有速度模式下都激励的线圈组)相比，新的创造性电感电动机组件20(包括新3T-Y绕组连接形式和仅仅在选择速度模式下激励主线圈组和可选额外线圈组的组合)产生总的效率增益。另外，克服了关于提供常常太强的高速模式和常常太弱的低速模式的YY-Y绕组连接形式的常规缺陷。如本领域技术人员在浏览该公开内容时将容易理解，电感电动机组件20提供高速模式下略大于低速模式下停转转矩一半的停转转矩，消除了现有技术YY-Y绕组连接形式的缺陷。
在更详细地描述上面所详细描述的具有新3T-Y绕组连接形式的电感电动机组件20的第二实施例中，采用下面的铜线规格进行绕组。主绕组线圈组A1、A2、B1、B2的外部和中部以#19.00规格线盘绕。可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4的外部和中部也以#19.00规格线盘绕。主绕组线圈组C1、C2的内部以#19.25规格线盘绕。可选额外绕组线圈组C3、C4的内部也以#19.25规格线盘绕。而且，组内每个线圈包括下面的圈数。在主绕组线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2中，线圈112a、114a、116a、118a、120a、122a每个都包括六十四(64)圈；线圈112b、114b、116b、118b、120b、122b每个都包括三十八(38)圈；而线圈112c、114c、116c、118c、120c、122c每个都包括三十六(36)圈。在可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4中，每单个线圈124、126、128、130、132、134都包括五(5)圈。注意因为双路盘绕每单个线圈124、126、128、130、132、134，所以每单个线圈124、126、128、130、132、134提供十(10)个有效圈。
从对上面讨论的运行测试的浏览容易理解，包括新3T-Y绕组连接形式的电动机组件20的实施例提供至少大约84％的低速效率和至少大约88％的高速效率。而且，包括新3T-Y绕组连接形式的电动机组件20的另一个实施例提供至少大约85％的低速效率和至少大约90％的高速效率。不必对制造时间或者成本进行大的改变即可实现上面所详细描述的改进，包括克服现有技术绕组连接所提供的常规缺陷和更有效地平衡多个速度效率，从而对终端用户带来明显节省能耗的益处而不必需要可能抵消这样的益处的过度繁重的生产成本。
另外，如本领域技术人员在浏览该公开内容时将容易理解，许多和电感电动机组件20的在上面参考运行测试所示第一和第二实施例相关的构造细节可以呈现替换形式和/或以别的方式变化明显而不偏离本发明的教导。基于设计考虑构造细节(例如定子芯尺寸、用于线圈的特殊导线规格、和每个线圈的特定数量的圈数)可从上面所提供的样品大大改变。本领域技术人员将理解，在电动机组件模型之间的产业中这样的构造特定细节之间的该变化是常见的，并且基于这些构造细节变化的其它实施例确定地仍然属于本发明的范围。
从上面的详细描述本领域技术人员将理解，包括新3T-Y绕组连接形式的电动机组件20包括特殊绕组分布以改进已知现有技术连接形式选项的低速效率。另外，包括新3T-Y绕组连接形式的电动机组件20包括对应主绕组线圈组A1、A2、B1、B2、C1、C2可选额外绕组线圈组A3、A4、B3、B4、C3、C4，以改进已知现有技术连接形式选项的高速效率。因此，这里所示新3T-Y绕组连接形式以现有技术绕组连接未能实现的方式更有效地平衡多个速度效率。
在解释本发明的范围时上面描述的本发明的优选形式仅仅用作解释而非用作限制意义。本领域技术人员容易进行如这里所列出的示例性实施例的明显更改而不偏离本发明的范围。
发明人因此打算依赖于等价物理论以确定和获得本发明的与任何没有实质上偏离但是处于下面权利要求所列出的本发明的字面范围之外的装置相关的合理范围。

Claims (30)

1.一种具有2n极高速模式和4n极低速模式的三相多速电感电动机，其中n为大于或者等于一的整数，其中该电动机包括定子芯组件，所述定子芯组件提供轴向槽并限定用于容纳转子组件的中心轴向孔，其中n对对应每相的主绕组线圈组被设置在该芯组件的槽中，并且其中当所述电动机处于低速模式下时，激励主线圈组，其中每相内的主线圈组以串联形式相互连接，该改进包括：
与每个主绕组线圈组对应的可选额外绕组线圈组，所述可选额外绕组线圈组被设置在所述芯组件的槽中，
当所述电动机处于高速模式下时，所述主线圈组和所述可选额外线圈组都被激励，其中每相内的主线圈组并联地相互连接，而每相内的可选额外线圈组串联地相互连接。
2.如权利要求1所述的电感电动机，每个所述主线圈组包括三个基本上同心盘绕的线圈。
3.如权利要求1所述的电感电动机，每个所述可选额外线圈组包括单个线圈。
4.如权利要求3所述的电感电动机，所述单个线圈被双路盘绕，从而该线圈的有效圈数加倍。
5.如权利要求1所述的电感电动机，每个所述可选额外线圈组设置为与每相的相应主线圈组基本周向相邻。
6.如权利要求1所述的电感电动机，所述主线圈组和所述可选额外线圈组共同限定基本上轴向同心的绕组，其提供被设置为连至电源的六条引线。
7.如权利要求1所述的电感电动机，其中n等于1。
8.如权利要求1所述的电感电动机，其中所述低速模式具有至少大约84％的效率，而所述高速模式具有至少大约88％的效率。
9.一种三相多速电感电动机组件，所述电动机组件包括：
定子芯组件；
对应于每相的一对主绕组线圈组；和
对应于每相的一对可选额外绕组线圈组，
所述线圈组选择地适合于低速运行和高速运行，
所述低速运行被连至电源的第一组三条引线限定，使得仅仅激励主线圈组，
所述高速运行被连至所述电源的第二组三条引线限定，使得激励主线圈组和可选额外线圈组。
10.如权利要求9所述的电动机组件，所述低速运行对应于4极结构，而所述高速运行对应于2极结构。
11.如权利要求10所述的电动机组件，
每相中的所述主线圈组在4极低速结构下相互串联连接，
在2极高速结构下，每相中的所述主线圈组相互并联连接，而每相中的可选额外线圈组相互串联连接。
12.如权利要求11所述的电动机组件，数字引线连接控制器可操作地改变主线圈组和可选额外线圈组的引线连接形式，以对应4极低速结构和2极高速结构。
13.如权利要求9所述的电动机组件，每个主线圈组包括三个基本上同心盘绕的线圈。
14.如权利要求13所述的电动机组件，每个可选额外线圈组包括单个线圈。
15.如权利要求14所述的电动机组件，每个可选额外线圈组被设置为与每相的相应主线圈组基本上周向相邻。
16.如权利要求15所述的电动机组件，所述单个线圈被双路盘绕，从而该线圈的有效圈数加倍。
17.如权利要求16所述的电动机组件，
所述低速运行对应4极结构，而所述高速运行对应2极结构，
在4极低速配置期间，每相中的所述主线圈组相互串联连接，
在2极高速配置期间，每相中的所述主线圈组相互并联连接，而每相中的可选额外线圈组相互串联连接。
18.如权利要求9所述的电动机组件，
所述定子芯组件提供多个基本上周向设置的轴向槽并限定容纳转子组件的中心轴向孔，
所述主线圈组和所述可选额外线圈组被设置在所述芯组件的槽中。
19.如权利要求18所述的电动机组件，所述定子芯组件包括多个轴向堆叠的叠片。
20.如权利要求19所述的电动机组件，所述定子芯组件提供二十四个槽。
21.如权利要求20所述的电动机组件，每相的主线圈组和相关可选额外线圈组的组合跨越至少十个槽。
22.一种电感电动机组件，所述电动机组件包括：
定子芯组件；
第一相主绕组组，其盘绕在所述定子芯组件上并包括一对第一主绕组线圈组；
第二相主绕组组，其盘绕在所述定子芯组件上并包括一对第二主绕组线圈组；
第三相主绕组组，其盘绕在所述定子芯组件上并包括一对第三主绕组线圈组；
第一相可选额外绕组组，其盘绕在所述定子芯组件上并包括一对第一可选额外绕组线圈组；
第二相可选额外绕组组，其盘绕在所述定子芯组件上并包括一对第二可选额外绕组线圈组；和
第三相可选额外绕组组，其盘绕在所述定子芯组件上并包括一对第三可选额外绕组线圈组，
所述绕组组在4-极低速运行期间电连接，从而仅仅激励第一、第二和第三主线圈组，其中相应的第一、第二和第三主线圈组中的对相互串联连接，
所述绕组组在2-极高速运行期间电连接，从而激励第一、第二和第三主线圈组并且激励第一、第二和第三可选额外线圈组，其中相应的第一、第二和第三主线圈组中的对相互并联连接，并且相应的第一、第二和第三可选额外线圈组中的对相互串联连接。
23.如权利要求22所述的电动机组件，所述主线圈组和所述可选额外线圈组共同限定基本上轴向同心的绕组，其提供被配置为连至电源的六条引线；和
数字引线连接控制器可操作地改变所述主线圈组和可选额外线圈组的引线连接形式，以对应4极低速运行和2极高速运行。
24.如权利要求22所述的电动机组件，每个主线圈组包括三个基本上同心盘绕的线圈，并且每个可选额外线圈组包括单个线圈，每个第一、第二和第三可选额外线圈组中的对被设置为分别与所述第一、第二和第三主线圈组中相应的一个对基本上周向相邻。
25.如权利要求24所述的电动机组件，每个主线圈组的所述三个基本上同心盘绕的线圈的每个的圈数与所述主线圈组的所述三个基本上同心盘绕的线圈的至少另一个的圈数不同，
每个可选额外线圈组的每个所述单个线圈提供的实际圈数小于所述主线圈组的所述三个基本上同心盘绕的线圈中的任意一个的圈数。
26.如权利要求25所述的电动机组件，每个可选额外线圈组的每个所述单个线圈被双路盘绕，从而该线圈的有效圈数加倍。
27.如权利要求22所述的电动机组件，所述2极高速运行提供比所述4极低速运行更多的总激励线圈组数。
28.如权利要求27所述的电动机组件，所述4极低速运行在至少大约84％的效率下工作，而所述2极高速运行在至少大约88％的效率下工作。
29.如权利要求27所述的电动机组件，所述定子芯组件包括多个轴向堆叠的叠片，所述叠片共同提供多个基本上周向设置的轴向槽，并共同限定容纳转子组件的中心轴向孔，所述主线圈组和所述可选额外线圈组被设置在所述芯组件的槽中。
30.如权利要求29所述的电动机组件，所述定子芯组件提供二十四个槽，所述第一、第二和低速主线圈组的每个与所述第一、第二、和第三可选额外线圈组中的相应的周向相邻的一个的组合共同跨越至少十个槽。
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