CN201063468Y - 带切换机构的电机绕组 - Google Patents

Abstract

本带切换机构的电机绕组，三相绕组的每相均为2～4路相同的分绕组并绕，经切换机构开关组的同步切换各路分绕组可为串联、或串并联混合、或全部并联，三相可为星形或改为三角形连接。在各相绕组匝数和连接方式改变时，外部通入同样的电流时，电枢产生的力矩或转速得到宽范围改变。切换机构各开关层块上的触桥与连接片形成开关，多个开关层依次相接，穿在其中的转动轴上的各层凸轮使各层触桥动作，各开关同步通断。按各分绕组端点连接的逻辑关系设计各开关层不同的凸轮形状，转动轴带动各开关层的凸轮同步转动切换串星、串三角、并星和并三角的分绕组不同连接组合，实现电机扭矩和转速的宽范围调节。本切换机构接触可靠；节能，操控简单。

Description

带切换机构的电机绕组

(一)技术领域

本实用新型涉及电机绕组结构，具体为一种各相绕组线圈匝数可改变的带切换机构的电机绕组。

(二)背景技术

在电动机的许多应用领域，电动机的起动、加速阶段需要电机输出较大扭矩但所需速度较低，而在高速运行阶段需要的扭矩不大但要求电机速度较高。为了达到比较宽范围的力矩和速度调节，通常在低速大扭矩运行时给电机施加过载电流或加大励磁电流，而在高速小扭矩运行时，对直流电机或同步电机进行弱磁控制，而对异步电机进行超频控制。常用的电机有串励电机、独立励磁同步电机、混合励磁电机、异步电机等。这些电机一般效率较低、体积较大、能耗较大，因此实施效果各有不足。永磁电机效率高，功率体积比大大增加，但是永磁电机的弱磁升速范围有限而限制了推广。

对于电机、特别是永磁电机来讲，在一定的控制方式下，其输出力矩的量取决于电枢电流，由于驱动器的电流不可能无限制加大，所以永磁电机输出力矩的增加不能依靠驱动器电流的加大，短时间地过载电流也难以实现。但若是能成倍增加绕组线圈的匝数，同样的驱动器电流就在电机内部的产生成倍增加的实际电流，电机输出力矩也即相应增大。

另一方面，电机，特别是永磁电机，在一定的控制方式下，限制其最高转速的主要因素为电枢反电势，由于驱动器的输出电压不可能无限制加大，所以永磁电机转速的提高主要依靠对电机进行弱磁控制，但永磁电机的弱磁升速范围非常有限。但若是能成倍减少绕组线圈的匝数，电机的反电势就同样降低，从而增加电机的最高转速。

但目前常规永磁电机绕组线圈的匝数是无法改变的，虽然已知电机分绕组串并联连接方式改换后可改变绕组匝数，但因各相分绕组引出线过多、控制开关过多，切换方法非常复杂，难以在电机上实际推广应用。

(三)实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种带切换机构的电机绕组，其各相有多路分绕组，切换机构为可同步切换的开关组；通过切换机构可选择各路分绕组为串联或串并联混合或并联、星形或三角形连接，改变电机各相的绕组匝数和连接方式，从而可使电机方便地输出不同力矩、转速，便于电机进行宽范围调节。

本实用新型设计的带切换机构的电机绕组，包括铁芯及绕制于铁芯上的绕组，还有切换机构。三相绕组的每一相均有2～4路相同的分绕组并绕，各路分绕组引线接到切换机构，通过切换机构实现分绕组的串联、或串并联混合、或全部并联的切换，并实现三相绕组星形三角形连接的切换。

显然当各路分绕组串联时各相绕组匝数将比并联或串并联时成倍增加，外部通入同样的电流时，电枢产生的力矩即可成倍提高，即电机运行于较低转速输出最大扭矩较大。反之，当各路绕组并联或串并联时其各相绕组匝数将比串联时成倍减少，外部通入同样的电流时，电枢产生的反电势即成倍下降，提高电机转速，电机运行于高转速，输出的最大扭矩较小。外部通入同样的电流时，相同匝数的各相绕组作星形连接比三角形连接输出扭矩大，电机运行于较低转速输出最大扭矩较大；反之，相同匝数各相绕组作三角形连接电枢反应比三角形连接的小，提高电机转速，电机运行于高转速，输出的最大扭矩较小。通过串联、或并联、或串并混联以及星形三角形的组合切换，电机可获得较宽的变速、变矩范围。

本实用新型的绕组切换机构包括开关层和转动轴，各相的多路分绕组连接于切换机构的相应触点，开关层包括安装有连接片、触桥、压力弹簧、顶杆的开关层块和凸轮，开关层块为绝缘体块，连接片固定于开关层块上，每个触桥对应两个连接片，触桥的外面经压力弹簧与开关层连接，触桥内面固装有顶杆。压力弹簧压迫触桥接通二连接片形成开关。转动轴穿过开关层块的中心，转动轴可自由转动，盘形凸轮固装于转动轴，凸轮有与开关层块上的触桥对应的数个大/小半径弧，当转动轴转动、凸轮的大半径弧推动触桥的顶杆、触桥向开关层块外缘移动，二连接片断开，开关断开；当转动轴转动、凸轮的小半径弧与触桥相对、压力弹簧压迫触桥压在连接片上，二连接片连接，开关连通。

根据并联、串联、串并混联及星形、三角形的绕组连线组合对开关的要求列出开关通断逻辑表，将逻辑相关的开关置于同一开关层，根据开关通断逻辑表决定各开关层凸轮的大或小半径弧，根据绕组可切换的档位数将凸轮圆周划分为相同数量的区间，确定大、小半径弧占据的弧度，大、小半径弧的弧长大于顶杆顶端的宽度，大、小半径弧之间圆滑过渡，以减小凸轮转动阻力，由此可设计各开关层所配的凸轮形状。根据绕组切换的开关通断逻辑，设计多个同轴的开关层，按同样的规则设计与各个开关层块上的触桥相配合的凸轮的形状，若干开关层同轴组合构成按逻辑表通断的切换机构。转动轴转过一个区间的角度，固装在该轴上的各开关层的凸轮也转过相同的角度，各凸轮大/小半径弧转动到与触桥顶杆相对时，实现各触桥对应的连接片的接通或断开，各个开关层凸轮的转动实现切换机构的不同开关组合，即可实现相应不同的分绕组的连接方式。开关通断逻辑表上绕组连线组合可按扭矩系数大小变化依次排列，各开关组合按此顺序依次排列依次改变，转动轴每转过一个区间对应的角度，接通一种绕组连线组合，转动轴向同一方向转动，电机扭矩系数依次由大到小或由小到大变化。如当转动轴逆时针转动依次实现由低档到高档的切换；反之，依次实现由高档到低档的切换。开关通断逻辑表上绕组的组合也可根据电机扭矩系统变换的需要，按其它顺序排列。

本实用新型带切换机构的电机绕组的优点为：1、通过切换机构可选择各相分绕组并联、串联、串并混联及星形、三角形的连接方式，改变绕组线圈匝数，实现电机，特别是永磁电机扭矩和转速的宽范围调节；2、切换机构可与电机组成一体或就近安装构成带切换机构的电机机组，各相分绕组的多路引线可接到切换机构后外引，机组结构简化；3、切换机构的开关无需用电维持接触或分断，比较节能，切换机构结构简单，接触可靠、抗震；4、切换机构可以手动或电机控制转动轴的转动，档位可按设定的次序随转动角度变化，操控简单。

(四)附图说明

图1为本带切换机构的电机实施例1三相2路分绕组结构示意图；

图2为本带切换机构的电机实施例1三相2路分绕组不同连线方式示意图；

图3为本带切换机构的电机实施例1切换机构外观示意图；

图4为本带切换机构的电机实施例1切换机构开关层结构示意图；

图5为本带切换机构的电机实施例1切换机构U相A至D各开关层在1-4不同档位的通断状态示意图；

图6为本带切换机构的电机实施例2三相绕组星形连接、2路分绕组不同连线方式示意图；

图7为本带切换机构的电机实施例2切换机构U相A和B开关层在1、2档的通断状态示意图；

图8为本带切换机构的电机实施例3三相绕组三角形连接、2路分绕组不同连线方式示意图。

(五)具体实施方式

实施例1

本实用新型的带切换机构的电机绕组实施例1包括铁芯及绕制于铁芯上的绕组和切换机构，三相绕组的每一相有2路相同的分绕组并绕，如图1所示，U相为U₁-U₂和U₁’-U₂’两个分绕组并绕、V相为V₁-V₂和V₁’-V₂’两个分绕组并绕、W相为W₁-W₂和W₁’-W₂’两个分绕组并绕。

U₁-U₂、V₁-V₂、W₁-W₂分别与U₁’-U₂’、V₁’-V₂’、W₁’-W₂’并联后，按常规的三角形或星形接法输出，在外部通入相同的电流时，忽略电枢反应的影响，当并联三角形接法的扭矩输出为1时，并联星形接法扭矩输出为1.73。

U₁-U₂、V₁-V₂、W₁-W₂分别与U₁’-U₂’、V₁’-V₂’、W₁-W₂’串联后，相当于各相绕组匝数增加了一倍，也可按常规的三角形或星形接法输出，在外部通入相同的电流时，忽略电枢反应的影响，当并联三角形接法的扭矩输出为1时，串联三角形接法的扭矩输出为2，串联星形接法扭矩输出为3.46。串联时扭矩输出成倍增加。同时，由于反电势的增加，电机的最大转动速度也会下降二分之一左右。虽然受电机发热的影响，分绕组的串联连接不能让电机长时间持续工作在两倍额定扭矩下，但可满足短时工作要求，本绕组串并切换连接实现了宽范围调节永磁电机的输出扭矩和转速。

与本例同理，电机绕组可做成3路、4路乃至更多路分绕组并绕，并且分绕组的外部连接可以是串联、也可以是并联、或是串并联混合，以达到不同的扭矩和转速控制。

图2是本例三相2路并绕的分绕组的多种连接方式示意图，图中U₁、V₁、W₁是U、V、W是三相绕组最终引出端。每相分绕组分别有K₁至K₅五种触桥。UK₁对应U相的分绕组端点U₁、U₁’，UK₂对应端点U₁’、U₂，UK₃对应端点U₂、U₂’；VK₁对应V相的分绕组端点V₁、V₁’；VK₂对应端点V₁’、V₂，VK₃对应端点V₂、V₂’；WK₁对应W相的分绕组端点W₁、V₁’，WK₂对应端点W₁’、W₂；WK₃对应端点W₂、W₂’。

如图2所示，当各相的K₁和K₃连通、K₂断开，即UK₁连接U₁、U₁’，UK₃连接U₂、U₂’，VK₁连接V₁、V₁’、VK₃连接V₂、V₂’，WK₁连接W₁、W₁’、WK₃连接W₂、W₂’；各相的分绕组为并联。

各触桥同步动作，实施开关切换，各相的K₁和K₃断开、K₂连通，即UK₂连接U₂、U₁’，VK₂连接V₂、V₁’，WK₂连接W₁’、W₂；各相的分绕组为串联。

UK₄对应星形接法中心接点和U₂’，UK₅对应U₂’和V₁；VK₄对应星形接法中心接点和V₂’，VK₅对应V₂’和W₁；WK₄对应星形接法中心接点和W₂’，WK₅对应W₂’和U₁。

当各相K₄接通、K₅断开，三相为星形连接。触桥同步动作，各相K₅接通、K₄断开，三相为三角形连接。

由各相的K₁至K₅五种触桥的通断可以形成四档，对应四种分绕组组合，如开关通断逻辑表表1所示，即1档为各相分绕组串联，三相绕组为星形连接；2档为各相分绕组串联，三相绕组为三角形连接；3档为各相分绕组并联，三相绕组为星形连接；4档为各相分绕组并联，三相绕组为三角形连接。1至4档电机扭矩依次由高至低、电机转速依次由低至高。当然开关通断逻辑表上绕组的组合也可根据电机扭矩系统变换的需要按其它顺序排列，如按1档串星、2档为并星、3档为串三角、4档为并三角的顺序排列。

表1各相绕组档位与开关对应关系的开关通断逻辑表

档位	绕组组合	扭矩系数	K1	K2	K3	K4	K5
								1	串-星	3.46	断	通	断	通	断
2	串-三角	2	断	通	断	断	通
								3	并-星	1.73	通	断	通	通	断
4	并-三角	1	通	断	通	断	通

图3为本实施例1的绕组切换机构的示意图，包括结构类似的A至L12个开关层，每4个一组，分为三组ABCD、EFGH和I JKL，对应U、V、W三相。12个开关层依次相接并共轴，转动轴1可转动地穿过各开关层中心。

各开关层结构如图4所示，包括开关层块2、连接片3、触桥4、压力弹簧5、顶杆6、凸轮7，开关层块2为绝缘体块，每个开关层块2上固定4个连接片3，各连接片3一端连接开关层外壳上的接线柱、另一端为与触桥4对应的触点。每个开关层块2上有两个触桥4，每个触桥4对应两个连接片3，形成一个开关。触桥4外侧经压力弹簧5与开关层块2连接，压力弹簧5的压力使触桥4压在连接片3的触点上使二连接片3接通。触桥4靠近转动轴1的一侧有顶杆6。盘形凸轮7固装于转动轴1。凸轮7的大半径弧与顶杆6相对时，凸轮7推动顶杆6向开关层块2外缘移动，触桥4离开连接片3，开关断开，反之开关则接通。

本例中，分绕组有4种组合状态，每个开关层有2个开关，故本例中将凸轮7圆周均分为90度的4个区间。由表1可见，K₁与K₂的通断逻辑相反，为简化凸轮7的形状，三相的情况相同，各相的K₁与K₂分别安置在同一开关层，分别安置在本组的第一个开关层A、E和I中，K₃与K₁逻辑相同，K₃分别安置在本组的第二个开关层B、F和J层，K₄分别安置在本组的第三个开关层C、G和K层，K₅分别安置在本组的第四个开关层D、H和L层，各相的分绕组端点和星形接法中心接点分别与相应开关层的连接片3连接。

对应于绕组1-4档组合和表1的开关通断逻辑，逐层设计凸轮7的形状。

对于A开关层，在4种绕组组合状态中K₁与K₂开关状态依次是断-断-通-通和通-通-断-断，要求K₁对应凸轮大半径弧时，K₂对应凸轮7的小半径弧。故要求凸轮7转动一周对应于K₁的弧半径依次为大-大-小-小，对应于K₂的弧半径则依次为小-小-大-大。如图5第一列A开关层所示，凸轮7圆周4个区间的半径为大-大-小-小，大、小半径弧维持的弧度为90度，大、小半径弧之间圆滑过度以减小转动阻力。凸轮7固装于转动轴1，转动轴1每转动90度，为一个档位，图5中的第1行至第4行所示为1-4档的凸轮7位置和开关通断状况。

按相同的方法设计BCD开关层凸轮7的形状，如图5第2列所示，B层凸轮7与A层的凸轮7相同，圆周4个区间的半径为大-大-小-小；如图5第3列所示，C层凸轮7圆周4个区间的半径为大-小-大-小；如图5第4列所示，D层凸轮7圆周4个区间的半径为小-大-小-大。

EFGH开关层和IJKL开关层与ABCD开关层相同，分别对应V相和W相。即各相的第一个开关层A、E和I及第二个开关层B、F和J层的凸轮7圆周4个区间的半径为大-大-小-小，各相的第三个开关层C、G和K层凸轮7圆周4个区间的半径为大-小-大-小，各相的第四个开关层D、H和L层凸轮7圆周4个区间的半径为小-大-小-大。

转动轴1和首或尾开关层的外壳有档位的标志，如在A开关层的外壳有档位标志，还可以在转动轴1上安装角度传感器以获得转动轴所处位置，当转动轴1由初始位置，即1档，依次逆时针转过90、180、270度，切换机构各层的开关依次进入2、3、4档；顺时针回转时，则由4档依次进入3、2、1档。转动轴1可手控或与外电机连接控制转动轴1转过相应的角度，操控方便。图5a-c行的开关状态组合依次对应1-4档的切换要求，图5的a行为1档，即初始位置；图5b行为转动轴1逆时针转过90度，进入2档；图5c行和d行为转动轴1继续逆时针转动90和180度，进入3和4挡。开关接通时接触压力是由弹簧5提供的，断开时由凸轮7的大半径弧支撑顶杆6，不需要电磁铁维持，节能抗震。

扩大开关层块2和凸轮7的面积，可以在一个开关层块2上安置更多的触桥4及连接片3，构成更多的开关，按照上述方法设计凸轮7，获得满足开关状态真值表逻辑的开关层。

依据上述方法，凸轮7的4个区间的大、小半径弧的弧长大于顶杆6的顶端的宽度，各区间的弧度可以小于90度、即4个区间的总弧度可以小于360度；各区间弧度满足大/小半径对应的弧长大于顶杆6的顶端的宽度、大/小半径弧之间圆滑过渡的要求即可；各个区间对应的弧度可相等，以简化转动轴1的操控；当凸轮7大、小半径弧对应的区间也可不等，此时须将各个区间对应的弧度在转动轴1上作出标识，以便于转动轴1的操控。

实施例2

本例为例1的一种简化结构，与例1相同各相绕组有2路分绕组，但其三相保持为星形连接，切换机构只有两档，改变分绕组的串并联方式。其分绕组不同连线方式如图6所示。图中U₁、V₁、W₁是U、V、W是三相绕组最终引出端，U₂’、V₂’、W₂’相接。每相分绕组分别有K₁至K₃三种触桥。UK₁对应U相的分绕组端点U₁、U₁’，UK₂对应端点U₁’、U₂，UK₃对应端点U₂、U₂’；VK₁对应V相的分绕组端点V₁、V₁’；VK₂对应端点V₁’、V₂，VK₃对应端点V₂、V₂’；WK₁对应W相的分绕组端点W₁、V₁’，WK₂对应端点W₁’、W₂；WK₃对应端点W₂、W₂’。

当各相的K₁和K₃连通、K₂断开，即UK₁连接U₁、U₁’，UK₃连接U₂、U₂’，VK₁连接V₁、V₁’、VK₃连接V₂、V₂’，WK₁连接W₁、W₁’、WK₃连接W₂、W₂’；各相的分绕组为并联。

各触桥同步动作，实施开关切换，各相的K₁和K₃断开、K₂连通，即UK₂连接U₂、U₁’，VK₂连接V₂、V₁’，WK₂连接W₁’、W₂；各相的分绕组为串联。

由各相的K₁至K₃三种触桥的通断可以形成两档，对应2种分绕组组合，如表2所示，即1档为各相分绕组串联，三相绕组为星形连接；2档为各相分绕组并联，三相绕组仍为星形连接。1至2档电机扭矩依次由高至低、电机转速依次由低至高。

表2各相绕组档位与开关的对应关系

档位	绕组组合	扭矩系数	K1	K2	K3
						1	串-星	3.46	断	通	断
2	并-星	1.73	通	断	通

本例的切换机构与例1相类似，但每相仅需要2个开关层，即每2个一组，分为三组AB、CD和EF，对应U、V、W三相。

本例中的开关层结构与例1相似，分绕组有2种组合状态，每个开关层有2个开关，故本例中将凸轮7圆周均分为180度的2个区间。由表2可见，K₁与K₂的通断逻辑相反，各相的K₁与K₂分别安置在本组的第一个开关层A、C和E中；K₃与K₁逻辑相同，K₃分别安置在本组的第二个开关层B、D和F层，各相的分绕组端点分别与相应开关层的连接片3连接。

对于各相的第一个开关层，在2种绕组组合状态中K₁与K₂开关状态依次是断-通和通-断。故凸轮7圆周2个区间的半径为大-小，大、小半径弧维持的弧度为180度，大、小半径弧之间圆滑过度以减小转动阻力，如图7所示。每转动180度，为一个档位。第二个开关层的凸轮7形状与之相同。

实施例3

本例是例1的另一种简化结构，与例1相同各相绕组有2路分绕组，但其三相保持为三角形连接。其分绕组不同连线方式如图7所示。与例2相类似，图中U₁、V₁、W₁是U、V、W是三相绕组最终引出端，但U₂’与V₁相接、V₂’与W₁相接、W₂’与U₁相接。与例2相同，其分绕组的有串并两种连接方式，切换机构与例2相同。

Claims (10)

1.一种带切换机构的电机绕组，包括铁芯及绕制于铁芯上的三相绕组，其特征在于：

还有切换机构；切换机构为可同步切换的开关组；

三相绕组的每一相均有2～4路相同的分绕组并绕，各路分绕组引线接到切换机构，通过切换机构实现串联、或串并联混合、或全部并联；三相绕组实现星形三角形连接的切换；

所述切换机构包括开关层和转动轴(1)，各相的多路分绕组引线连接于切换机构的相应触点；开关层包括安装有连接片(3)、触桥(4)、压力弹簧(5)、顶杆(6)的开关层块(2)和凸轮(7)，开关层块(2)为绝缘体块，连接片(3)固定于开关层块(2)上，每个触桥(4)对应两个连接片(3)，触桥(4)的外侧经压力弹簧(5)与开关层块(2)连接，触桥(4)靠近开关层块(2)中心的一面固装有顶杆(6)；压力弹簧(5)压迫触桥(4)接通二连接片(3)形成开关；转动轴(1)可转动地穿过开关层块(2)的中心，盘形凸轮(7)固装于转动轴(1)，凸轮(7)有与开关层块(2)上的触桥(4)对应的多个大/小半径弧，当转动轴(1)转动、凸轮(7)的大半径弧推动触桥(4)的顶杆(6)、触桥(4)向开关层块(2)外缘移动，二连接片(3)断开；当转动轴(1)转动、凸轮(7)的小半径弧与触桥(4)相对、压力弹簧(5)压迫触桥(4)压在连接片(3)上，二连接片(3)连通；

若干开关层同轴组合构成按逻辑表通断的切换机构，转动轴(1)转过一个区间的角度，固装在该轴(1)上的各开关层的凸轮(7)也转过相同的角度，各凸轮(7)大小半径弧转动到与顶杆(6)相对时，实现各触桥(4)对应的连接片(3)的接通或断开，多个开关层凸轮(7)的转动实现切换机构的不同开关组合。

2.根据权利要求1所述的带切换机构的电机绕组，其特征在于：

所述转动轴(1)为手控或与外电机连接控制其转动角度。

3.根据权利要求1所述的带切换机构的电机绕组，其特征在于：

所述各开关组合按扭矩系数大小变化顺序依次排列，转动轴(1)每转过一个区间对应的角度，接通一种绕组连线组合。

4.根据权利要求1所述的带切换机构的电机绕组，其特征在于：

所述凸轮(7)圆周各个区间对应的弧度不等，转动轴(1)上有各区间的对应弧度的标识。

5.根据权利要求1所述的带切换机构的电机绕组，其特征在于：

所述转动轴(1)和首或尾开关层的外壳有档位的标志，或者转动轴(1)安装角度传感器。

6.根据权利要求1所述的带切换机构的电机绕组，其特征在于：

所述连接片(3)一端连接开关层块(2)外壳上的接线柱、另一端为与触桥(4)对应的触点。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的带切换机构的电机绕组，其特征在于：

所述三相绕组的每一相有2路相同的分绕组并绕。

8.根据权利要求7所述的带切换机构的电机绕组，其特征在于：

所述切换机构包括结构类似的A至L12个开关层，每4个一组，分为三组ABCD、EFGH和IJKL，对应U、V、W三相，12个开关层依次相接并共轴；每个开关层块(2)上固定4个连接片(3)，每个开关层块(2)上有两个触桥(4)；

每相的4个开关层有K₁至K₅五种触桥(4)，UK₁对应U相的分绕组端点U₁、U₁’，UK₂对应端点U₁’、U₂，UK₃对应端点U₂、U₂’；VK₁对应V相的分绕组端点V₁、V₁’；VK₂对应端点V₁’、V₂，VK₃对应端点V₂、V₂’；WK₁对应W相的分绕组端点W₁、V₁’，WK₂对应端点W₁’、W₂；WK₃对应端点W₂、W₂’；各相的K₁与K₂分别安置在本组的第一个开关层A、E和I中，K₃分别安置在本组的第二个开关层B、F和J层，K₄分别安置在本组的第三个开关层C、G和K层，K₅分别安置在本组的第四个开关层D、H和L层，各相的分绕组端点和星形接法中心接点分别与相应开关层的连接片(3)连接；

分绕组有4种组合状态，各相的K₁和K₃断开、K₂连通，各相的分绕组为串联，各相的K₁和K₃连通、K₂断开，各相的分绕组为并联；各相K₄接通、K₅断开，三相绕组为星形连接，各相K₄断开、K₅接通，三相绕组为三角形连接；

凸轮(7)圆周均分为90度的4个区间，大、小半径弧维持的弧度为90度，各相的第一个开关层A、E和I及第二个开关层B、F和J层的凸轮7圆周4个区间的半径为大-大-小-小，各相的第三个开关层C、G和K层凸轮7圆周4个区间的半径为大-小-大-小，各相的第四个开关层D、H和L层凸轮7圆周4个区间的半径为小-大-小-大。

9.根据权利要求7所述的带切换机构的电机绕组，其特征在于：

所述切换机构包括结构类似的A至F6个开关层，每2个一组，分为三组AB、CD和EF，对应U、V、W三相，6个开关层依次相接并共轴；每个开关层块(2)上固定4个连接片(3)，每个开关层块(2)上有两个触桥(4)；

每相的2个开关层有K₁至K₃三种触桥(4)，UK₁对应U相的分绕组端点U₁、U₁’，UK₂对应端点U₁’、U₂，UK₃对应端点U₂、U₂’；VK₁对应V相的分绕组端点V₁、V₁’；VK₂对应端点V₁’、V₂，VK₃对应端点V₂、V₂’；WK₁对应W相的分绕组端点W₁、V₁’，WK₂对应端点W₁’、W₂；WK₃对应端点W₂、W₂’；各相的K₁与K₂分别安置在本组的第一个开关层A、C和E中，K₃分别安置在本组的第二个开关层B、D和F层，

分绕组有2种组合状态，各相的K₁和K₃断开、K₂连通，各相的分绕组为串联，各相的K₁和K₃连通、K₂断开，各相的分绕组为并联；

U₂’、V₂’、W₂’相接，或者U₂’与V₁相接、V₂’与W₁相接、W₂’与U₁相接；

各相的分绕组端点与相应开关层的连接片(3)连接；

凸轮(7)圆周均分为180度的2个区间，大、小半径弧维持的弧度为180度。

10.根据权利要求8所述的带切换机构的电机绕组，其特征在于：

所述凸轮(7)圆周的4个区间的大、小半径弧维持的弧度小于90度、即4个区间的总角度小于360度。

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