CN106953472A - 一种带有线圈组的电动机 - Google Patents

Abstract

一种带有线圈组的电动机装置，包括转子、定子、线圈组的电动机；其中线圈组是被配置为形成电动机，带有控制装置，被配置为控制在线圈组内的电流，以产生在转子上的扭矩；而线圈组是被配置为形成电动机。

Description

一种带有线圈组的电动机

技术领域

本发明涉及一种电动机，具体涉及一种带有线圈组的电动机。

背景技术

电动机系统通常包括电动机和配置为控制该电动机的电能的控制单元，可被配置为旋转电动机或线性电动机。三相电动机是可用的最普通类型的电动机。三相电动机通常包括三个线圈组，其中每个线圈组是被配置为产生一个与交流电压的三个相位之一相关联的磁场。为增加在电动机内形成的磁极的数量，每个线圈组通常有一定数量的子线圈组，它们被分布在该电动机的周边，且被驱动为产生一个旋转的磁场。因此，电动机将不可避免地在一个扭矩比率具有比另一个扭矩比率更高的效率。对于仅期望在有限的扭矩范围内操作的电动机，电动机可被设计为在这个范围内具有最优的扭矩效率。然而，对于期望在宽的扭矩范围内操作的电动机，该电动机将不可避免地需要随时在相对低效的扭矩范围内操作，改善这种状况是可取的。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种带有线圈组的电动机。本发明允许电动机具有一定数量的子电动机，它们可彼此独立地操作，每个子电动机具有一组关于电机特性的值，这些值不同于至少一个其他子电动机的关于电机特性的值。在一个线圈组的子线圈组内的电流是独立于在另一个线圈组的子线圈组内的电流（也就是，各自的子线圈组不是串联的）。因此，每个子线圈组的线圈可具有大量的转数，相比于所有各个子线圈组是串联的同样电动机而言。在每个线圈所增加的转数会增加该电动机的总体电感。这意味着 ：较低的电流可被用于每个子线圈组的线圈，这导致较少的热散失问题，并允许使用较小的开关装置。采用较小的开关装置可允许更快的开关速度和更低的开关损失。 当一个子线圈组的线圈被配置为形成多相电动机（也就是，形成一个逻辑子电动机）时，子线圈组的线圈可被构造为三角形（delta）或 Y 字形（wye）构型，最好地适合电动机的特殊需要。各自的控制装置，也被称为驱动单元，包括逆变器，具有多个开关，用于将脉宽调制（PWM）应用到多个各自的子线圈组，这被用于控制在子线圈组的线圈内的电流。在电动机线圈内的电流的 PWM 控制可被增强，由于增加了包括在线圈内的转数。当采用较小的开关装置时，显著节省了费用、减少了重量和热散失。因为更小的部件（例如，开关装置）可被用在控制装置内，它们可包在电动机的外套内。例如，控制装置可定位于在电动机内邻近各自线圈组的子线圈组，因而简化了线圈绕组的终止。发动机的外套可包括一个或多个器件，其尺寸这样设计以致控制装置可每次到达一个，取决于转子 / 外套和控制装置的方向。可提供共同的控制装置来协调多个控制装置的操作，因而使得电动机的独立的子电动机是中央控制的。因此，该共同的控制装置可被操作为选择性地关闭一个或多个控制装置，以致使部分电力操作，或者调节一个子电动机的电力，以补偿另一个子电动机的故障。 具有平行子电动机的电动机减少了每个线圈组的电流，相对于具有串联的线圈组的电动机而言。 进一步，通过在所述电动机装置内的每个子电动机具有控制装置，带有也位于所述电动机装置内的关联的电容 ，减少了对于该电动机的电容需求。

附图说明

图 1 图解地显示了一个三相电动机装置的例子。

图 2 显示了一个三相电动机的三角形线圈绕线装置。

图 3 显示了一个三相电动机的 Y 形线圈绕线装置。

图 4 显示了本发明所述的电动机具体结构的爆炸分解示意图。

图 5 是图 3 所示的电动机从另一角度的爆炸分解示意图。

图 6 图解地显示了根据本发明的一个实施例所述的电动机的线圈组的一个示例性装置。

图 7 显示了与子电动机的第一子线圈组相关联的扭矩效率曲线图。

图 8 显示了与子电动机的第二子线圈组相关联的扭矩效率曲线图。

图 9 图解地显示了根据本发明的一个实施例所述的电动机的子线圈组，它们被构造为 Y 形构型。

图 10 图解地显示了根据本发明的一个实施例所述的电动机的子线圈组，它们被构造为三角形构型。

图 11 图解地显示了根据本发明的一个实施例所述的控制装置的一个例子。

图 12 是开关装置的一个电路图。

具体实施方式

结合具体实施说明以下实施方式，该电动机是具有一组线圈的类型，为避免产生疑惑，本发明的多个方面也可等同地应用于具有相同装置的发电机。因此，电动机的定义也包括发电机。此外，本发明的一些方面是可应用于具有在放射状环绕线圈而中心安装的转子的装置。以及散热器和驱动装置 231，包括多个线圈和电子元件，以驱动这些线圈和散热器。该线圈驱动装置 231 是固定到后部 230，以形成定子 252，在使用过程中不会旋转。这些线圈自身是在齿片上形成的，它们与驱动装置 231 和后部230 形成定子 252。虽然未示出，多个电容器电路板也安装到定子，用于在电动机和电压电源之间提供电容以降低电压线降。 转子240包括 ：前部220 ；以及圆柱形部分221，形成一个盖。该转子240围绕定子252。该转子包括多个磁体 242，被配置为围绕圆柱形部分 221 的内部。因此，这些磁体是紧密接近组件 231 上的线圈，以致由在组件 231 内的线圈产生的磁场在磁体 242 上产生一个力，这些磁体 242 被配置为围绕转子 240 的圆柱形部分 221 的内部，因而导致该转子 240 旋转。转子 240 通过轴承块 223 附着到定子 252。该轴承块 223 可以是可被用于车辆的标准轴承块，这个电动机组件是被适合于该轴承块。该轴承块包括两部分，第一部分固定到定子，第二部分固定到转子。该轴承块是固定到定子 252 的壁 230 的中心部分 233，也固定到转子 240 的壳壁 220 的中心部分 225。电动机包括一个控制装置 64，联接到线圈组 60 的三个子线圈组。 每个三相桥式逆变器是配置为提供 PMW 电压控制穿过各自的子线圈组 61、62 和63，以对各自的子电动机提供所需的扭矩。对于给出的线圈组，控制装置 64 的三相桥式开关是配置为应用单独的电压相穿过每个子线圈组 61、62和 63。本发明通过线圈组的控制实现对电动机的良好驱动。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的技术方案进行修改和等同替换，而不脱离本技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种带有线圈组的电动机装置，包括 ：转子、定子、线圈组和线圈组的电动机，线圈组是被配置为形成电动机，电动机与电动机具有不同的电机特性 ；以及控制器，用于确定提供给电动机的电流值，以提供带有预定或最优化的值的电机特性的电动机；所述控制器是被配置为确定电流值，以响应接收的扭矩或者速度需求；以响应采用查找表或者算法或者控制回路所接收的扭矩或者速度需求；每个线圈组包括多个子线圈组；还包括控制装置，被配置为控制在线圈组的电流，以在所述转子产生扭矩，并控制在线圈组的电流，以在所述转子产生扭矩；所述控制装置是被配置为以不同的电压相角来驱动每个子线圈组；所述控制装置是被配置为采用脉宽调制来控制到每个子线圈组的电压；所述控制装置包括六个开关，被配置为三相桥，用于控制提供给各自子线圈组的电压；所述开关安装在电路板上 ；所述转子包括多个磁体，其中；所述传感器是被配置为通过检测所述磁体的位置来确定转子的位置，每个控制装置包括传感器，被配置为检测所述的转子的位置，以产生位置信号，其中，每个控制装置是被配置为采用各自的位置信号控制电压到各自的子线圈组；每个控制装置包括多个传感器，被配置为检测所述的转子的位置，以产生位置信号与转子的旋转方向信号，其中，每个控制装置是被配置为采用各自的位置信号和方向信号控制电压到各自的子线圈组；所述控制装置都被配置为接收扭矩需求的请求，并被配置为基于所述扭矩需求的请求来控制在所述子线圈组内的电流；所述每个子线圈组包括多个邻近的线圈；所述控制装置是位于邻近它们各自在所述电动机内的子线圈组；所述控制装置是这样配置以致在所述线圈组的各个子线圈组内产生的磁场的磁相角是与在所述线圈组的各个子线圈组内产生的磁场的磁相角相同的；所述控制装置是这样配置以致用于在所述线圈组内产生磁场的脉宽调制电压信号是与在所述线圈组内产生磁场的脉宽调制电压信号相抵消的。