CN1825740A - 大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机结构原理 - Google Patents

Abstract

电机有普通永磁无刷直流电机结构的永磁极转子，和大小极宽组合式结构的定子；与配套控制器电连接后控制运行。利用定子为大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机及控制器，实现成产品的一种组合结构原理。用此方法实现的电机产品具备：换相稳定性和输出功率具有同步可控设计、与现有三相永磁无刷直流电机相比，电机额定功率增大而体积相对减小，节约资源消耗；保持无刷直流电机高效率特性的同时，可方便地进行正反转运行的切换控制；解决了三相永磁无刷直流电机反转难的缺陷。大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机，可实现任意极对数的电机产品，使三相无刷永磁直流电机众多极数的电机产品无法实现而成为现实；解决了转速调控与输出扭矩间较大的负面牵制因素。

Description

大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机结构原理

技术领域

本发明涉及永磁无刷直流电动机。

技术背景

现在电动车行业普遍采用的三相永磁无刷直流电机，存在以下不足之处：采用三相制两相同时工作、永磁体的磁极利用率低，一个按六步循环输出的周期内，仅有两相绕组的磁极按序同时工作，永磁磁极平均利用率小于66.7％，可获得的输出功率小；电机相对体积大。定、转子极数或槽数既是二的倍数、其定子又得同时满足三的倍数、定/转子极数还须按绕组的组合方式，保证换相匹配时产品方能实现，所以有众多极数的电机产品无法实现。正、反转控制操作难，不易实现双向运行的电机产品。电机有转速要求时，众多极对数的电机产品仅靠改变不同的输出功率实现，对输出扭矩负面影响大。绕组以三相星型接线的工作方式，工作相电压等于线电压的二分之一，对电源的电压要求高。定子换相角恒定，无法进行换相稳定性的调控。

发明内容

为了克服现有永磁无刷直流电机永磁极利用律低、获得功率小、体积大、工作电压要求高、极难反向运转、众多极对数的电机无法实现的不足，本发明提供一种大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机产品实现的结构原理，具备永磁极利用率高、可大于90％，获得功率大且体积小、工作电压要求低、极易反向运转控制、任意极对数的电机都可实现。

本发明解决其技术问题的技术方案是

定子施转磁极、转子旋转磁极：为同轴内、外穿套型普通电机结构，转子与现有三相永磁无刷直流电机相同；是永磁、等宽的磁极单元，按圆周S极与N极间隔对称分布，极数与定子总极数相同；磁极总对数可为大于等于一的任意常数。定子绕组的磁极分布：(1).同一相内磁极可由大极宽、小极宽、和基本极宽、三种极宽单元，按每相极数、每相磁极组数，来选择组合成为磁极单元组；并根据每相磁极总数，并按组均分或匀分后，按大、大小、大小基本、三种极宽单元相邻构成磁极单元组，并按此顺序、优先组合的磁极单元组进行圆周匀称分布，组成一相磁极绕组结构。二相绕组之间的极宽组合为对称分布，绕组为二相星形连接，有二根相线和一根公共线引出。(2).同一相、同一磁极单元组内：有偶数个磁极单元时，由大、小极宽单元相邻的组合结构分布；有奇数个磁极单元时，由大、小、基本极宽、三种极宽单元相邻；或只有一个大极宽的组合结构分布；并且各极宽单元组按相同结构优先组合，以求得分组后圆周匀称分布；二相之间磁极单元组的极宽结构为对称分布。(3).同一相内仅有一个磁极单元时：每相绕组内仅有一个大极宽的磁极单元，成为隐极式结构；两相间的磁极单元同为对称分布；两磁极间有一个等于换相角度的极宽，交叉重叠。(4).根据定、转子磁极中心相对位置的最大偏差值，来决定电机换相角的极宽值；同时增大换相角可增大换相的稳定性。定子绕组的一相换相角超前，另一相的换相角相对滞后，以保证绕组中至少有一相磁极，在任何时候与转子磁极的相对中心不重合，相绕组产生各磁极的极性与转子的相对永磁极磁场作用下，获得定向磁场矢量作用力，使电机获得换相的运行转矩。除较短的换相时间内为单相运行外，其余时间都两相磁极同时运行工作，使电机具有最大的输出功率。(5).利用换相角一相超前、另一相滞后、对称分布的结构，及配套控制器，按六步、循环输入电机对应相线电流的原理运行，切换两根电机相线时，两相绕组的导通次序换位、相位角的超前与滞后改变后，即可使电机反转。(6).在定子槽口外层的中心，沿工作气隙侧圆弧的内切面，根据霍尔分布角度值、顺序分布三个霍尔元件；电机霍尔信号线和绕组相线、公共线分别与控制器对应电连接；控制器按电机霍尔信号线反馈输入的转子位置信号，对应输出电机相线电流进行工作输出控制，对应于表1进行控制，以达到控制大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机连续稳定运行。(7).定子上无霍尔时，配套控制器根据电机两相绕组阻抗的变化，在三根引线上的电压谐波的变化特点，经配套控制器监控和处理后，获得对应的转子位置信号，对应于表1第三列按序循环输入电机电流，以达到控制大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机连续稳定运行。(8).转子的永磁极数等于绕组磁极总数的方法，可实现常数是大于等于一的任意极对数的电机产品。

针对实施例作如下的相关说明以助理解：

定、转子绕组基本极宽单元(代码J)等于360度除以槽数。

转子磁极的基本极宽单元等于360度除以永磁极总片数，等于定子绕组基本极宽。

换相角度(代码a)：大于等于定、转子磁极中心相对位置的最大偏差值，来决定电机换相角，换算成占定子基本磁极极宽的机械角度，称为换相角；也可根据电角度原理可换算成电角度表示的极宽值。

定子基本极宽减换相角度等于小磁极的极宽单元(代码X)。

定子基本极宽加换相角度等于大磁极的极宽单元(代码M)。

霍尔组件的分布角度等于定子大磁极单元的极宽角(M)。

1.三霍尔组件的分布规律：从定子铁芯一侧端面的槽口最外层，沿工作气隙侧圆弧的内切面，根据换相角度顺序分布三个霍尔元件，按转子旋转方向顺序开三个霍尔元件的安装深度槽，安装霍尔件；以监测电机工作时，转子相对于定子位置的变化，转换成对应电信号组的值反馈给控制器。

2.电机定子上有霍尔时配套控制器根据：定、转子磁极的相对位置关系，保证工作时对应输出电机相线电流，使各定子施转磁极与转子永磁极间，产生矢量磁场力的工作磁极符合电机定向转矩条件，满足于表1第三列的电机输出相线电流工作循环；符合第一列转子位置信号组值的对应关系，同时又符合程序输出的电流控制。电机输入循环变化的转子位置信号组S11、S21、S31的值，由霍尔件的安装分布确定。

3.霍尔元件的组合方式、信号值的确定：由霍尔件的磁特性及电机旋转时与各相面对的永磁极极性得，霍尔件的正面对永磁S极时得0值，对N极时得1值；霍尔件的背面对S极时得1值，对永磁N极时得0值；则三霍尔件正面、一顺安装时，得方式一组的信号值，仅将S21反面安装时得方式二组的信号值。

4.由三个霍尔件的磁电特性和将永磁极宽按a/2等分后，A相第一磁极的始边对正永磁极的一条贴缝，并设A相第一磁极正对于永磁极S，转子按a/2角为单位旋转时，按转子转动方向各霍尔件获得：按表1循环信号组S11、S21、S31的值，决定各霍尔元件在定子上的对称分布位置；通常以A相引出线的相对位置，就近相邻的原则、以分布角M值、成左右对称分布；转子转动时获得信号组的值，满足于配套控制器所需的转子位置反馈信号值，并符合表1第一列的六步循环信号组值。

5.电机定子上无霍尔时配套控制器根据：电机三根引线的电压变化规律获得对应转子的位置信号组值，并对应于表1第三列，按序循环输出电机各相线电流，以达到控制大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机连续稳定运行。

6.定、转子磁极中心相对位置的最大偏差值等于：设定子以基本极宽的磁极以轴中心布置时，各磁极中心、即各极轴间最大的中心对称偏差值，加上转子按基本极宽的磁极以轴中心布置时，各磁极中心、即各极轴间最大的中心对称偏差值，再加上定、转子磁极间装配的中心对称最大偏差值。也等于定、转子磁极按基本极宽，以电机轴为中心圆周对称分布时，两相互正对的磁极中心线间因偏差构成的最大圆心角度值，来确定换相角a的值。

7.定子绕组的一相换相角超前，另一相的换相角相对滞后，以保证绕组中至少有一相磁极，在任何时候与转子磁极的相对中心不重合，绕组各磁极产生的极性与转子的相对永磁极磁场作用下，获得定向同性相斥、异性相吸地磁场矢量作用力，使电机获得换相的运行转矩。

8.同理，大小极宽的确定原理，即让各施转磁极与旋转磁极产生极轴的相互交叉，交叉的大小、方向由换相角确定；结合定子绕组各磁极产生的极性与转子相互面对的永磁极作用下，获得定向同性相斥、异性相吸，使电机获得定向的运行转矩。同时有：动态跟踪定、转子磁极间的相互位置变化的信号组，来确定工作绕组的电流方向，使各对应工作磁极产生的磁场矢量作用力，满足电机定向的转矩而正常运行。

表1大小极宽组合式二相无刷永磁直流电机控制器的工作方法表

S11、S21、S31			A、B相第一对磁极与永磁极面对时，按步正向转动时磁场形成极性条件		A、B相线与公共线D间的电流方向对应于第一列	定转子正对的工作磁极按步输出面积占％	定转子工作磁极按步输出时占一个循环内时间的白分比％
								方式一信号组值
方式二信号组值
								0	0	1	S/N	/	A→D	50	4.17第一步
0	1	1
			1	0	1	S/N	S/N	A、B→D	100	41.67第二步
1	1	1
			1	0	0						/	S/N	B→D	50	4.17第三步
1	1	0
			1	1	0	N/S	/	D→A	50	4.17第四步
1	0	0
			0	1	0						N/S	N/S	D→A、B	100	41.67第五步
0	0	0
			0	1	1	/	N/S	D→B	50	4.17第六步完成返回第一步
0	0	1

表1说明

表1是控制器工作原理：定子上三个霍尔元件组反馈的转子位置信号与控制器输出的二根相线和一根公共线间电流对应关系的实现方法表。

方式一信号组：电机输入的三个霍尔组合信号值：000、111无效。

方式二信号组：电机输入的三个霍尔组合信号值：010、101无效。

1.控制器输出电流线：A相、B相、D为A与B相的公共线。

2.三个霍尔组的三位、两态信号：按方式一信号组或方式二信号组选择其一，对应电机二相电流的按步输出。以定子为参照，转子磁场按旋转方向转过相邻的一对磁极作为一个工作循环单位，并按序分成六步走完、称为一个基本工作循环。

3.A→D表示：①电流从A相流入D线流出；②A相第一对磁极产生的极性是S/N极；③使用信号方式一的值：001；④使用方式二信号组的值：011；⑤B相无电流；⑥定转子磁极的工作面积占总面积的百分比50％；⑦此工作磁极的面积输出时间占一个基本工作循环的百分比4.17％；⑧A、B→D表示：电流从A相、B相流入D线流出，其它同理类推。

4.D→A表示：①电流从D线流入、A相流出；②A相第一对磁极、产生的极性是N/S极；③使用信号方式一的值：110；④使用方式二信号组的值：100；⑤B相无电流；⑥定转子磁极的工作面积占总面积的百分比50％；⑦此工作磁极的面积输出时间占一个基本工作循环的百分比4.17％；⑧B相极性、信号等分析同理，其它同理类推。。

5.以上表格：电机为定、转子工作磁极间径向装配的最大累积偏差控制值，换算成占定子基本磁极宽度的换相角度为0.9°；四十极、大小极宽组合式二相无刷永磁直流电机，定子上有三个霍尔分布结构；绕组按二相三线星形连接；按六步循环输出的各相序电流时，所对应的霍尔组信号组值、信号方式、定/转子磁场相互作用面积的百分比％、及此步占一个基本工作循环内对应输出时间的占空比％。

表二大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机控制器一个基本工作循环的流程分析

S11、S21、S31			A(永磁极被a/4等分)A、B相第一磁极的中心线各自正对永磁极的极性、及磁极中心线在同—平面内构成的圆心角、减小时称接近角S(N)-，或增大时称离开角S(N)。单位a		A、B相线与公共线D对应于第一列信号值时的绕组工作电流方向。	定转子工作磁极占总磁极面积的百分％	定转子各步输出的工作磁极占—个基本循环内时间的百分比％
								方式信号值
方式信号值
								0	0	1	S0.5∽S1.5	S-0.5∽S0.5	A→D	50	12.5第一步
0	1	1
			1	0	1	S1.5∽N-0.5	S0.5∽N-1.5	A、B→D	100	25第二步
1	1	1
			1	0	0						N-0.5∽N0.5	N-1.5∽N-0.5	B→D	50	12.5第三步
1	1	0
			1	1	0	N0.5∽N1.5	N-0.5∽N0.5	D→A	50	12.5第四步
1	0	0
			0	1	0						N1.5∽S-0.5	N0.5∽S-1.5	D→A、B	100	25第五步
0	0	0
			0	1	1	S-0.5∽S0.5	S-1.5∽S-0.5	D→B	50	12.5第六步一对极循环完成后返回
0	0	1

表二说明

表2是定子为大小极宽组合式结构配转子为均宽磁极分布结构，电机一个基本工作循环内流程分析横切面分布的图2对应分析表。

1.霍尔组的三位、两态信号：按方式一或方式二信号组选择其一，对应输出电机相线电流；以定子为参照、转子磁场按旋转方向转过相邻一对磁极，并按序分六步输出转过一对转子磁极的基本单元后步入循环：称为一个基本工作循环。

2.A→D表示：①电流从A相流入、公共线D流出；②按旋转方向：A相第一磁极S极的中心线与其相对的S永磁极中心线构成的中心夹角范围0.5a∽1.5a个单位的离开角；③使用霍尔方式一信号组时的值001；④使用方式二信号组时的值011；⑤B相无电流；⑥定、转子磁极的工作面积占总面积的百分比50％；⑦工作磁极的面积输出占一个基本工作循环时间的百分比12.5％；⑧B相未工作、B相第一磁极线圈的中心线与其相对的S永磁极中心线构成的中心夹角范围：-0.5a∽0.5a的接近和离开各0.5a个单位角，因接近重合而无工作电流。其余同理类推。

3.D→A表示：①电流从公共线D流入、A相流出；②A相第一磁极N极的中心线与其相对的N永磁极中心线构成的中心夹角范围0.5a∽1.5a个单位的离开角；③使用方式一信号组的值：110；④使用方式二信号组的值：100；⑤B相无电流；⑥定、转子磁极的工作面积占总面积的百分比50％；⑦此工作磁极的面积输出占一个基本工作循环时间的百分比：12.5％；⑧B相未工作、B相第一磁极线圈的中心线与其相对的N永磁极中心线构成的中心夹角范围：-0.5a∽0.5a的接近和离开各0.5a个单位角，其余同理类推。

4.以上表格设电机为：定、转子磁极中心相对位置的最大偏差值，换算成定子磁极宽度后的换相角度2.25°、四十极、二相三线、按六步输出各相序电流、霍尔方式组的信号值、及按步循环工作时相互作用的磁极，占定、转子磁场的百分比％，及此步占一个基本工作循环内输出时间的占空比％。

5.上表：第一列和第三列是电机运行的动态位置反馈给控制器的信号组值和控制器输出给电机相电流的对应工作关系，也是大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机与配套控制器间输入和输出对应工作原理的细则。

本发明的有益效果是

与三相无刷直流电机技术相比有益效果是：输出功率可提高三分之一、相对减小了电机体积，节约了资源；换相稳定性和输出功率具有可控性，可方便地进行正反运行切换控制、所有极对数的电机产品都能实现；控制器硬件和电机的电连接，与现有三相永磁无刷直流电机整体方案一致，仅匹配控制器输出相线电流工作完成的控制软件不同，现有资源得到充分利用。

附图说明

图1是本发明的内定子为大小极宽组合式结构，电摩轮毂电机轴向分布图。

图2是本发明的四十极，内定子为大小极宽组合式结构，电机在一个基本工作循环流程分析的径向分布图。

图3是本发明的四十极、内定子为大小极宽组合式结构，电机定子两相绕组内部展开图。

图4是本发明的四十极，内定子为大小极宽组合式结构，定子铁心大、小极宽单元的平面结构组合分布示意图。

图5是本发明的二极，定子为大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机径向分布图。

图6是本发明的定子为大小极宽组合式二两相永磁无刷直流电机、有霍尔信号的配套控制器电连接、方框示意图。

图中，A.电机绕组第一相线，B.电机绕组第二相线，D.电机绕组公共相线，a.电机换相角，S11.霍尔件1，S21.霍尔件2，S31.霍尔件3，M.定子绕组磁极单元的大极宽，X.定子绕组磁极单元的小极宽，J.定、转子基本磁极极宽，F1.外部显示电路，F2.外部控制输入电路，F3.监控反馈处理电路，F4.输出驱动电路，F5.电源电路，F0.AVR单片机的CPU单元，F6.输出电路，FM.大小极宽组合式二两相永磁无刷直流电机，1.定子铁心，2.定子轴，3.S永磁极的转子磁钢，4.N永磁极的转子磁钢，5.永磁S极与N极帖合临界线，6.定转子间气隙，7.A相磁极单元的大极宽，8.A相磁极单元的小极宽，9.B相磁极单元的小极宽，10.B相磁极单元的大极宽，30.电机引出电缆，32.护线帽，33.电机端盖，34.轴承，35.定子安装轴的定位扁方槽，36.绕组线圈端部，37.刹车毂盖，38.刹车端盖，40.外转子轮辋壳体，41.控制器

具体实施方式

结合附图和实施例代表本发明的部分结构、原理作进一步说明

在图1中，大小极宽组合二相永磁无刷直流电摩电机：外轮辋转子40、内圈圆弧面上永磁S极3、和永磁N极4间隔、顺序贴满；定子铁心1、套入永磁转子的内腔中，有工作气隙6；在定子有出线槽的轴端，按序套装电机轴承34、端盖33、护线帽32、后引出电缆30，防止电机转动刮伤电缆；定子另一轴端套装刹车轴承毂盖37后，两侧端盖分别安装在电机外轮辋转子40、的两侧端面上固定。定子每相绕组：按一大极宽M与一小极宽X相邻的单元组、分十组分布，两相的绕组成对称的分布结构。对应绕组为：按图3分布的每相以两极为单元组的四十极、定子内部展开图；对应定子铁心极宽分布为：按图4的四十极，定子铁心大、小极宽单元的平面结构组合分布示意图。定子轴的扁方槽35、用于安装电机，起到加强其定子防转的固定作用；刹车端盖38、为刹车片的刹车安装固定端盖。定子上相邻大极宽的三个槽外层中心，分别安装三个霍尔组件S11、S21、S31、如H的局部移出放大所示，以获得转子对应表1第一列的一种转子动态运行位置信号值；引出电缆有三根相线A、B、D和五根霍尔线以对应控制器引出线的电连接，工作时再电机输入转子反馈信号组值，即对应与表1第一列的信号后，控制器输出相线工作电流，即对应与表1第三列的工作电流后使得电机正常运行。电机与控制器的电连接对照图6进行。

在图2所示对应表2的实施例中，外转子轮辋体40、为普通永磁无刷直流电机外转子结构、永磁极基本极宽J，定转子间有工作气隙6；定子绕组如图3所示、共四十极、二极一组、二相星形、四十槽双层绕组；绕组极宽分布结构如图5所示；同一相内同极性的磁极单元宽度相同、不同极性的磁极单元宽度不相同，两相间大极宽M的7、10、与小极宽X的8、9，按相、组、各自大小相邻的原则顺序对称分布；三霍尔的分布角度等于M的极宽值；中心是电机定子轴。在定子铁心1、的绕组分布方向设：A相第一个大磁极的始边对正永磁S极3、的一条贴缝5，永磁极被换相角a四等分，并使A相第一个大磁极与永磁S极面对，此两极中心线间构成的圆心夹角，按转子旋转方向为增大的离开角S0.5a个单位宽、见局部放大F；由同性相排的磁场作用力原理知，得电机正向转矩；根据通电罗线管的磁特性得A相线圈的电流方向A进、D出。由转子40、按S极与N极相邻顺序分布及定子B相与A相磁极成对称分布的原则，同理求得B相第一个小磁极中心线对正永磁S极，面对两极中心线间构成的平面中心夹角，按转子旋转方向减小的接近角S-0.5a个单位宽、见局部放大E；因定、转子磁极中心的偏差值存在，B相工作磁极中心趋向重合，使得其间磁场矢量转矩不确定性而受控为零，所以B相线的电流控制为零；其于同理类推。由三霍尔组件的位置分布关系结合霍尔件的磁电特性得：三霍尔件S11、S21、S31、全部正面对永磁极安装时得方式一的信号值001，如将S21反一面安装时得方式二的信号组值011；按旋转方向同理求得其余信号值及电机相电流对应值。由于电机以一对永磁极为循环单位，所以假设A相第一个大磁极与永磁极N极面对，则此两极中心线间构成的中心夹角、霍尔组信号值、按旋转方向同样成立且与实际并不冲突；完全符合表2第一列与第三列的对应工作输入和输出关系；并满足电机正常运行的条件。

在图3所示实施例中，四十极、大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机，二相定子双层绕组内部展开图；对应图4所示的定子以大小极宽相邻的磁极单元组结构分布，其大小极宽差并非是实际效果图，是为了方便理解而故意夸大显示；图中g为三霍尔件S11、S21、S31的安装槽口、位置、分布角的局部放大，中心为定子轴孔。

在图5所示实施例中，外转子仅有一对永磁极、定子每相仅有单极结构，大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机；定子磁极的齿宽分布结构，同样满足于：①同一相内同极性的磁极单元宽度相同、不同极性的磁极单元宽度不相同分布；②两相绕组间的磁极成对称分布；③各相仅有一个磁极时，为大磁极的结构单极分布。④在A相引线槽外层中心安装霍尔件S21，以A相引线槽为中心、按霍尔分布角度成左右相邻的两对称位置，按转子旋转方向，顺序、对称布置霍尔件S11、和S31；⑤绕组的连线按线圈绕制方向确定：同向绕制时第一相的尾接第二相的头后，引出公共线D、另分别引出第一相的相线A和第二相的B相线。

在图6所示实施例中，虚线内为控制器部分；其中F0是单片机组成的CPU单元，完成程序控制、输入、输出、反馈处理等核心功能；F5是电源电路负责各模块不同的电源分配、稳定控制，F2是外部功能输入控制电路，控制控制器的各相关工作；F1是控制器工作输出的外部状态显示电路；电机将反馈的S11、S21、S31信号输入F0进行处理，并对应输出同步的电机相线电流控制信号，至后端的输出激励电路F4，进行硬件电路处理，以控制末端功率输出电路F6、输出电机相线A、B、公共线D间的正确电流，使电机FM、正常运行，对照表一的说明；F3电路将监控输出的各种动态变化，对应的修正和反馈信号给F0进行正确调控。大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机与配套控制器的电连接、功能控制，与现有三相永磁无刷直流电机相同。

Claims (3)

1.一种大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机结构原理，有永磁极为基本极宽(J)，按极性间隔分布于转子(40)上，组成普通的永磁无刷直流电机转子结构，定子绕组以大、小、基本、三种极宽单元，构成磁极单元组，组成二相(A)、(B)绕组的规律分布结构，电机(FM)与控制器(41)对应电连接，电机反馈输入转子位置信号值给控制器，控制器对应输出电机相线(A)、(B)和公共线(D)间的电流，按六步循环工作，其特征是：定子同一相绕组内的磁极分布由换相角(a)值确定，大极宽(M)、小极宽(X)、和基本极宽(J)三种极宽单元，根据每相磁极总数按组进行匀分，根据每组中的极数来选择极宽单元进行组合，构成磁极单元组进行圆周匀称分布，组成为一相磁极绕组结构，二相绕组之间的极宽组合为对称分布，绕组为二相连接，有二根相线(A)、(B)和一根公共线(D)引出，同一相内仅有一个磁极单元时，每相绕组仅有一个大极宽的磁极单元(W)，两相间的磁极单元为对称分布，两磁极间有一个等于换相角度(a)的极宽值成交叉结构，根据定、转子磁极中心相对位置的最大偏差值，来决定电机换相角(a)的极宽值，除换相时间内为单相工作，其余时间两相绕组都同时工作，配套控制器(41)按转子反馈的位置信号，分六步循环输出电机相线电流的原理进行，定子绕组内一相的换相角超前，另一相的换相角相对滞后成对称分布，在调换电机两根相线(A)和(B)连接时，电机反向工作。

2.根据权利要求1所述的，大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机结构原理其特征是：换相角(a)，大于等于定、转子磁极按基本极宽，以电机轴为中心圆周对称分布时，取两相互正对的磁极中心线之间因径向偏差，构成最大的圆心角度值；定、转子磁极的基本极宽值(J)，等于360度除以槽数；定子磁极大极宽(M)，等于定子磁极基本极宽(J)加上换相角(a)；定子磁极小极宽(X)，等于定子磁极基本极宽(J)减去换相角(a)。

3.根据权利要求1所述的，大小极宽组合式二相永磁无刷直流电机结构原理其特征是：控制器(41)输入电机相线电流为六步循环原理工作，第一步从(A)相输入后从公共线(D)流出，第二步从(A)和(B)相线同时输入后从公共线(D)流出，第三步从(B)相线输入后从公共线(D)流出，第四步从公共线(D)输入后从(B)相线流出，第五步从共线(D)输入后从(A)和(B)相线流出，第六步从公共线(D)输入后从相线(B)流出，并按此六步输出的循环工作电流进行工作；当某一根线前后步的电流状态未发生改变时，表示其前一步电流状态在后一步得以继续保持不变。

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