CN111555508A - 切换电机绕组抽头的连接方式的方法及装置、电机绕组 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种切换电机绕组抽头的连接方式的方法及装置、电机绕组。其中，该方法包括：确定电机绕组，电机绕组由第一线圈和第二线圈组成；确定由电机绕组构成第一连接方式的电路，其中，电路中包含的并联电路支路的数量大于1，第一连接方式为第一线圈通过第二线圈与星点连接，星点为电机绕组采用星形接线法时内部接线的连接点；将电机绕组按照第一连接方式构成的电路切换至按照第二连接方式构成的电路。本申请解决了在不增加电机有效材料使用量的前提下，无法使新能源电动汽车的牵引电机具备大转矩与宽恒功率范围特性的同时，使得牵引电机具有相对稳定平顺的峰值输出特性的技术问题。

Description

切换电机绕组抽头的连接方式的方法及装置、电机绕组

技术领域

本申请涉及电动汽车的牵引电机领域，具体而言，涉及一种切换电机绕组抽头的连接方式的方法及装置、电机绕组。

背景技术

新能源电动汽车的牵引电机需要宽广的调速范围和恒功率区间，同时应具有大扭矩输出能力，在成本的限制下，这两者之间存在矛盾。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种切换电机绕组抽头的连接方式的方法及装置、电机绕组，以至少解决在不增加电机有效材料使用量的前提下，无法使新能源电动汽车的牵引电机具备大转矩与宽恒功率范围特性的同时，使得牵引电机具有相对稳定平顺的峰值输出特性的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种切换电机绕组抽头的连接方式的方法，包括：确定电机绕组，电机绕组由第一线圈和第二线圈组成；确定由电机绕组构成第一连接方式的电路，其中，电路中包含的并联电路支路的数量大于1，第一连接方式为第一线圈通过第二线圈与星点连接，星点为电机绕组采用星形接线法时内部接线的连接点；将电机绕组按照第一连接方式构成的电路切换至按照第二连接方式构成的电路，其中，第二连接方式为电机绕组包含的第二线圈串联连接至星点，电机绕组包含的第一线圈直接连接至星点。

可选地，确定电机绕组，包括：确定电机绕组的第一线圈和第二线圈的匝数比值为M:1，其中，M＝n/k，n为并联电路支路的数量，k为正整数；设置第一线圈和第二线圈满足如下条件：第一线圈和第二线圈的并绕根数相同、线圈绕制形式相同以及嵌线位置相同。

可选地，电机绕组构成第一连接方式的电路时，电机绕组的等效匝数与等效并绕根数的乘积为T*S。

可选地，电机绕组构成第二连接方式的电路时，电机绕组的等效匝数与等效并绕根数的乘积为T(M/(M+1))*S(1+1/M)，其中，k的取值使M和T(M/(M+1))同时为正整数。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种切换电机绕组抽头的连接方式的装置，包括：第一确定模块，用于确定电机绕组，电机绕组由第一线圈和第二线圈组成；第二确定模块，用于确定由电机绕组构成第一连接方式的电路，其中，电路中包含的并联电路支路的数量大于1，第一连接方式为第一线圈通过第二线圈与星点连接，星点为电机绕组采用星形接线法时内部接线的连接点；切换模块，用于将电机绕组按照第一连接方式构成的电路切换至按照第二连接方式构成的电路，其中，第二连接方式为电机绕组包含的第二线圈串联连接至星点，电机绕组包含的第一线圈直接连接至星点。

可选地，第一确定模块包括：确定单元，用于确定电机绕组的第一线圈和第二线圈的匝数比值为M:1，其中，M＝n/k，n为并联电路支路的数量，k为正整数；设置单元，用于设置第一线圈和第二线圈满足如下条件：第一线圈和第二线圈的并绕根数相同、线圈绕制形式相同以及嵌线位置相同。

可选地，电机绕组构成第一连接方式的电路时，电机绕组的等效匝数与等效并绕根数的乘积为T*S。

可选地，电机绕组构成第二连接方式的电路时，电机绕组的等效匝数与等效并绕根数的乘积为T(M/(M+1))*S(1+1/M)，其中，k的取值使M和T(M/(M+1))同时为正整数。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种电机绕组，包括：第一线圈和第二线圈，其中，第一线圈和第二线圈的匝数比值为M:1，其中，M＝n/k，n为依据电机绕组构成的电路中并联电路支路的数量，n的取值大于1，k为正整数，k的取值需使M为正整数；第一线圈和第二线圈满足如下条件：第一线圈和第二线圈的并绕根数相同、线圈绕制形式相同以及嵌线位置相同。

根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以上的切换电机绕组抽头的连接方式的方法。

根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，程序运行时执行以上的切换电机绕组抽头的连接方式的方法。

在本申请实施例中，采用确定电机绕组，电机绕组由第一线圈和第二线圈组成；确定由电机绕组构成第一连接方式的电路，其中，电路中包含的并联电路支路的数量大于1，第一连接方式为第一线圈通过第二线圈与星点连接，星点为电机绕组采用星形接线法时内部接线的连接点；将电机绕组按照第一连接方式构成的电路切换至按照第二连接方式构成的电路，其中，第二连接方式为电机绕组包含的第二线圈串联连接至星点，电机绕组包含的第一线圈直接连接至星点的方式，通过更改电机绕组抽头的连接方式，从而实现了使得新能源电动汽车的牵引电机同时具备大扭矩输出力与宽恒功率范围的特性的技术效果，进而解决了在不增加电机有效材料使用量的前提下，无法使新能源电动汽车的牵引电机具备大转矩与宽恒功率范围特性的同时，使得牵引电机具有相对稳定平顺的峰值输出特性的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的一种切换电机绕组抽头的连接方式的方法的流程图；

图2a是根据本申请实施例的一种由电机绕组构成的并联电路的示意图；

图2b是根据本申请实施例的另一种由电机绕组构成的并联电路的示意图；

图2c是根据本申请实施例的另一种由电机绕组构成的并联电路的示意图；

图3是根据本申请实施例的一种切换电机绕组抽头的连接方式的装置的结构框图；

图4是根据本申请实施例的一种电机绕组的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本申请实施例，提供了一种更改电机绕组抽头的连接方式的方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本申请实施例的一种切换电机绕组抽头的连接方式的方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，确定电机绕组，电机绕组由第一线圈和第二线圈组成。

根据本申请的一个可选的实施例，步骤S102可以通过以下方法实现：确定电机绕组的第一线圈和第二线圈的匝数比值为M:1，其中，M＝n/k，n为并联电路支路的数量，k为正整数；设置第一线圈和第二线圈满足如下条件：第一线圈和第二线圈的并绕根数相同、线圈绕制形式相同以及嵌线位置相同。

绕组是指安装在定子上的绕组，也就是绕在定子上面的铜线。绕组是由多个线圈或线圈组构成一相或整个电磁电路的统称。

本申请实施例中的上述电机绕组由两部分线圈构成(为了便于叙述，下文中将第一线圈称为A线圈，第二线圈称为B线圈)。

这两部分线圈并绕根数相同，匝数比为A:B＝M:1。A部分线圈与B部分线圈均留出接线端子，两部分线圈绕制形式相同，嵌线位置一致，共同组成一组绕组。

步骤S104，确定由电机绕组构成第一连接方式的电路，其中，该电路中包含的并联电路支路的数量大于1，第一连接方式为第一线圈通过第二线圈与星点连接，星点为电机绕组采用星形接线法时内部接线的连接点。

根据本申请的一个可选的实施例，电机绕组构成第一连接方式的电路时，电机绕组的等效匝数×等效并绕根数为T×S。

当A线圈通过B线圈与星点连接时，电机的等效匝数×等效并绕根数为T×S。

步骤S106，将电机绕组按照第一连接方式构成的电路切换至按照第二连接方式构成的电路，其中，第二连接方式为电机绕组包含的第二线圈串联连接至星点，电机绕组包含的第一线圈直接连接至星点。

根据本申请的一个可选的实施例，电机绕组构成第二连接方式的电路时，电机绕组的等效匝数×等效并绕根数为T(M/(M+1))×S(1+1/M)，其中，k的取值使M和T(M/(M+1))同时为正整数。

当B线圈间相互串联，A线圈直接连接至星点时，电机的等效匝数×等效并绕根数为T(M/(M+1))×S(1+1/M)(M＝n/k，k为正整数，且k的取值须使得M与T(M/(M+1))同时为正整数)，其中部分绕组并联支路数仍保持为n，其余部分绕组并联支路数将由n变更为k。

下面结合图2a和图2b对上述更改电机绕组抽头的连接方式的方法进一步说明：

图2a和图2b均是并联电路支路数为4的三相电机绕组(需要说明的是，本申请实施例提供的更改电机绕组抽头的连接方式的方法适用于并联支路数大于1的电机绕组布置)。

图2a是根据本申请实施例的一种由电机绕组构成的并联电路的示意图，如图2a所示，电路中并联支路数量为4，图中数字2-13为电机绕组抽头的编号，编号0为星点，编号1为相绕组引出的端子。图中用实线表示的线圈为第一线圈(A线圈)，用虚线表示的线圈为第二线圈(B线圈)。由图2a可以看出A线圈通过B线圈与星点连接，即步骤S104中提到的第一连接方式的电路，此时等效匝数×等效并绕根数为T×S。

图2b是根据本申请实施例的另一种由电机绕组构成的并联电路的示意图，如图2b所示，B线圈相互串联，A线圈直接连接至星点，且k＝1，此时等效匝数×等效并绕根数为4T/5×5S/4，即步骤S106中的第二连接方式的电路。

图2a所示电路与图2b所示电路的切换是是等效匝数×等效并绕根数T×S与4T/5×5S/4之间的切换。

可以看出图2a的连接方式为：

2-6 3-7 4-8 5-9 10-0 11-0 12-0 13-0

图2b的连接方式为：

2-0 3-0 4-0 5-0 1-6 10-7 11-9 13-8 12-0

由于接头较多，实施不便，在不改变电气性能的情况下，对连接方式作出以下修改：

图2a连接：2-6-3-7-4-8-5-9 10-11-12-13

图2b连接：2-3-4-5-12 1-6 10-7 11-9 13-8

可以看出切换前后抽头2、3、4、5始终连接在一起，故将2、3、4、5作为一个抽头引出，命名为X，此时连接方式简化为：

图2a连接：X-6-7-8-9 10-11-12-13

图2b连接：X-12 1-6 10-7 11-9 13-8

此时抽头数量减少，可采用电磁开关或其他方式进行连接切换，切换指令由电机控制器发出。

图2c是根据本申请实施例的另一种由电机绕组构成的并联电路的示意图，如图2c所示，B线圈相互串联，A线圈直接连接至星点且k＝2，此时等效匝数×等效并绕根数为2T/3×3S/2。根据上述图2a所示电路与图2b所示电路的切换方法同理可实现图2a所示电路与图2c所示电路的切换，此处不再赘述。

通过上述方法，通过更改绕组抽头的连接方式，可使得电机的等效匝数×等效并绕根数在T×S与T(M/(M+1))×S((M+1)/M)之间自由切换(M＝n/k，k为正整数，且k的取值须使得M与T(M/(M+1))同时为正整数)。根据电机工况的不同，切换电机绕组连接形式，使得电机在较小的有效体积下具有低速输出大扭矩，高速输出大功率的特性，从而有效提高电机恒功率运行范围。更重要的是，上述绕组切换方法可实现绕组匝数由T向T(M/(M+1))做较小区间变化(M/(M+1)≥1/2)，从而使得电机在绕组改变前后，外特性变化较小，更宜于新能源电动汽车的牵引应用。

在不增加电机有效材料使用量的前提下，使新能源电动汽车牵引电机同时具备大转矩与宽恒功率范围的特性，同时使得电机具有相对稳定平顺的输出特性。

图3是根据本申请实施例的一种切换电机绕组抽头的连接方式的装置的结构框图，如图3所示，该装置包括：

第一确定模块30，用于确定电机绕组，电机绕组由第一线圈和第二线圈组成。

根据本申请的一个可选的实施例，第一确定模30块包括：确定单元，用于确定电机绕组的第一线圈和第二线圈的匝数比值为M:1，其中，M＝n/k，n为并联电路支路的数量，k为正整数；设置单元，用于设置第一线圈和第二线圈满足如下条件：第一线圈和第二线圈的并绕根数相同、线圈绕制形式相同以及嵌线位置相同。

第二确定模块32，用于确定由电机绕组构成第一连接方式的电路，其中，电路中包含的并联电路支路的数量大于1，第一连接方式为第一线圈通过第二线圈与星点连接，星点为电机绕组采用星形接线法时内部接线的连接点。

根据本申请的一个可选的实施例，电机绕组构成第一连接方式的电路时，电机绕组的等效匝数与等效并绕根数的乘积为T*S。

切换模块34，用于将电机绕组按照第一连接方式构成的电路切换至按照第二连接方式构成的电路，其中，第二连接方式为电机绕组包含的第二线圈串联连接至星点，电机绕组包含的第一线圈直接连接至星点。

在本申请的一个可选的实施例中，电机绕组构成第二连接方式的电路时，电机绕组的等效匝数与等效并绕根数的乘积为T(M/(M+1))*S(1+1/M)，其中，k的取值使M和T(M/(M+1))同时为正整数。

需要说明的是图3所示实施例的优选实施方式可以参见图1所示实施例的相关描述，此处不再赘述。

图4是根据本申请实施例的一种电机绕组的结构框图，如图4所示，该电机绕组包括：第一线圈40和第二线圈42，其中，第一线圈40和第二线圈42的匝数比值为M:1，其中，M＝n/k，n为依据电机绕组构成的电路中并联电路支路的数量，n的取值大于1，k为正整数，k的取值需使M为正整数；第一线圈40和第二线圈42满足如下条件：第一线圈40和第二线圈42的并绕根数相同、线圈绕制形式相同以及嵌线位置相同。

本申请实施例中的上述电机绕组由两部分线圈构成(第一线圈称为A线圈，第二线圈称为B线圈)。这两部分线圈并绕根数相同，匝数比为A:B＝M:1。A部分线圈与B部分线圈均留出接线端子，两部分线圈绕制形式相同，嵌线位置一致，共同组成一组绕组。

本申请实施例还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以上的切换电机绕组抽头的连接方式的方法。

存储介质用于存储执行以下功能的程序：确定电机绕组，电机绕组由第一线圈和第二线圈组成；确定由电机绕组构成第一连接方式的电路，其中，电路中包含的并联电路支路的数量大于1，第一连接方式为第一线圈通过第二线圈与星点连接，星点为电机绕组采用星形接线法时内部接线的连接点；将电机绕组按照第一连接方式构成的电路切换至按照第二连接方式构成的电路，其中，第二连接方式为电机绕组包含的第二线圈串联连接至星点，电机绕组包含的第一线圈直接连接至星点。

本申请实施例还提供了还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，程序运行时执行以上的切换电机绕组抽头的连接方式的方法。

处理器用于运行执行以下功能的程序：确定电机绕组，电机绕组由第一线圈和第二线圈组成；确定由电机绕组构成第一连接方式的电路，其中，电路中包含的并联电路支路的数量大于1，第一连接方式为第一线圈通过第二线圈与星点连接，星点为电机绕组采用星形接线法时内部接线的连接点；将电机绕组按照第一连接方式构成的电路切换至按照第二连接方式构成的电路，其中，第二连接方式为电机绕组包含的第二线圈串联连接至星点，电机绕组包含的第一线圈直接连接至星点。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，ReYMXFd-Only Memory)、随机存取存储器(RYMXFM，RYMXFndom YMXFccess Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种切换电机绕组抽头的连接方式的方法，其特征在于，包括：

确定电机绕组，所述电机绕组由第一线圈和第二线圈组成；

确定由所述电机绕组构成第一连接方式的电路，其中，所述电路中包含的并联电路支路的数量大于1，所述第一连接方式为所述第一线圈通过所述第二线圈与星点连接，所述星点为所述电机绕组采用星形接线法时内部接线的连接点；

将所述电机绕组按照所述第一连接方式构成的电路切换至按照第二连接方式构成的电路，其中，所述第二连接方式为所述电机绕组包含的所述第二线圈串联连接至星点，所述电机绕组包含的所述第一线圈直接连接至所述星点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定电机绕组，包括：

确定所述电机绕组的第一线圈和第二线圈的匝数比值为M:1，其中，M＝n/k，n为所述并联电路支路的数量，k为正整数；

设置所述第一线圈和第二线圈满足如下条件：所述第一线圈和第二线圈的并绕根数相同、线圈绕制形式相同以及嵌线位置相同。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电机绕组构成所述第一连接方式的电路时，所述电机绕组的等效匝数与等效并绕根数的乘积为T*S。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电机绕组构成所述第二连接方式的电路时，所述电机绕组的等效匝数与等效并绕根数的乘积为T(M/(M+1))*S(1+1/M)，其中，k的取值使M和T(M/(M+1))同时为正整数。

5.一种切换电机绕组抽头的连接方式的装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于确定电机绕组，所述电机绕组由第一线圈和第二线圈组成；

第二确定模块，用于确定由所述电机绕组构成第一连接方式的电路，其中，所述电路中包含的并联电路支路的数量大于1，所述第一连接方式为所述第一线圈通过所述第二线圈与星点连接，所述星点为所述电机绕组采用星形接线法时内部接线的连接点；

切换模块，用于将所述电机绕组按照所述第一连接方式构成的电路切换至按照第二连接方式构成的电路，其中，所述第二连接方式为所述电机绕组包含的所述第二线圈串联连接至星点，所述电机绕组包含的所述第一线圈直接连接至所述星点。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：

确定单元，用于确定所述电机绕组的第一线圈和第二线圈的匝数比值为M:1，其中，M＝n/k，n为所述并联电路支路的数量，k为正整数；

设置单元，用于设置所述第一线圈和第二线圈满足如下条件：所述第一线圈和第二线圈的并绕根数相同、线圈绕制形式相同以及嵌线位置相同。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电机绕组构成所述第一连接方式的电路时，所述电机绕组的等效匝数与等效并绕根数的乘积为T*S。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电机绕组构成所述第二连接方式的电路时，所述电机绕组的等效匝数与等效并绕根数的乘积为T(M/(M+1))*S(1+1/M)，其中，k的取值使M和T(M/(M+1))同时为正整数。

9.一种电机绕组，其特征在于，包括：第一线圈和第二线圈，其中，

所述第一线圈和所述第二线圈的匝数比值为M:1，其中，M＝n/k，n为依据电机绕组构成的电路中并联电路支路的数量，n的取值大于1，k为正整数，k的取值需使M为正整数；

所述第一线圈和第二线圈满足如下条件：所述第一线圈和第二线圈的并绕根数相同、线圈绕制形式相同以及嵌线位置相同。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至4中任意一项所述的切换电机绕组抽头的连接方式的方法。

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