CN202798385U

CN202798385U - 一种多定子多转子电动机及控制电路

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Publication number: CN202798385U
Application number: CN 201220275464
Authority: CN
Inventors: 黄宝琛; 黄新生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2022-06-12

Abstract

本实用新型提供了一种电动机及多定子多转子电动机的控制电路，所述电动机包括：至少两组定子转子单元，每组定子转子单元的功率不同；每组定子转子单元包括定子和与所述定子相作用的转子；所述控制电路包括：与所述各组电动机的定子转子单元相连接的各驱动电路。本实用新型通过将组成电动机的各个定子转子单元按不同的功率量进行设置，从而可以使电动机输出的功率份数增加，从而可以更加精确地控制电动机。

Description

一种多定子多转子电动机及控制电路

技术领域

本实用新型涉及电动机技术领域，特别涉及一种多定子多转子电动机及控制电路。

背景技术

目前，随着我国经济建设不断发展和人民生活水平的不断提高，各种电器设备的使用越来越广泛，从家用电器、农业电器到工业电器，这些电器满足了人们生活生产的需要。

由于使用的环境不同，使用的情况不同，运行这些电器所需要的功率是不同的，例如，对于家用摩托车来说，日常单人使用时的功率和负载较重时使用的功率是不同的，行驶在城市和行驶在山间的功率也是不同的，如果各种情况均使用电动机的额定功率来工作，会造成能量的巨大浪费。

如何使电动机的输出功率能够满足不同设备的不同需要，是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种多定子多转子电动机及控制电路，以使电动机输出的功率份数增加，从而便于进行电动机的输出功率的精确控制。

本实用新型提供的多定子多转子电动机，包括：至少两组定子转子单元；每组定子转子单元包括定子和与所述定子相作用的转子。

由上，通过将组成电动机的各个定子转子单元按不同的功率量进行设置，从而可以使电动机输出的功率份数增加，从而可以更加精确地控制电动机。

可选的，所述各组定子转子单元的功率的关系比例为2倍比。

由上，将电动机内的定子转子单元的功率量按2倍比的关系比例来设置，不仅可以使电动机的输出具有多切割功率份数，而且使电动机高效点数成倍增加，使电动机高效利用率大幅提高，同时使电动机在机械、电气结构具有数字特性，可利用计算机进行控制，大大简化控制系统的复杂程度。

可选的，所述各组定子转子单元的功率为预先根据工况定量设定的功率量。

由上，可以将电动机内的定子转子单元的功率量按实际使用工况的功率来设置，不仅可以使电动机的输出具有多切割功率份数，而且使电动机高效点成倍增加，使电动机高效利用率大幅提高。

可选的，所述各组定子转子单元中的定子绕组为星型连接或为角型连接。

由上，通过控制所述定子绕组在星型连接或为角型连接的接线方式之间进行切换，可实现在启动过程中对功率的输出控制。

本实用新型提供的用于多定子多转子电动机的控制电路，所述电动机包括：至少两组定子转子单元；每组定子转子单元包括定子和与所述定子相作用的转子；

所述控制电路包括：与所述各组电动机的定子转子单元相连接的各驱动电路。

可选的，所述各组定子转子单元的功率量的关系比例为2倍比或为预先根据工况定量设定的功率量。

由上，将电动机内的定子转子单元的功率量按2倍比的关系比例来设置时，不仅可以使电动机的输出具有多切割功率份数，而且使电动机高效点数成倍增加，使电动机高效利用率大幅提高，同时使电动机在机械、电气结构具有数字特性，可利用计算机进行控制，大大简化控制系统的复杂程度。将电动机内的定子转子单元的功率量按实际使用工况的功率来设置时，不仅可以使电动机的输出具有多切割功率份数，而且使电动机高效点成倍增加，使电动机高效利用率大幅提高。

可选的，所述驱动电路包括以下之一：手动切换开关、电子开关。

由上，所述开关可为手动或电子开关，适用范围广。

可选的，还包括：与所述各驱动电路相连接的控制器；所述控制器用于控制驱动电路驱动定子转子单元。

由上，通过控制器可实现自动控制，尤其适用于自动控制领域。

可选的，所述各组定子转子单元中的定子绕组为星型连接或为角型连接的接线方式；所述控制器还用于控制所述定子绕组在星型连接或为角型连接的接线方式之间进行切换。

可选的，还包括至少以下之一：

与所述控制器相连接的倾角传感器；所述控制器还根据所述倾角传感器的倾斜角度信息，控制驱动电路驱动转子的转动，及控制定子绕组的接线方式的切换；这尤其可适用于交通工具，如车辆等设备。

与所述控制器相连接的重力传感器；所述控制器还根据所述重力传感器的重量信息，控制驱动电路驱动转子的转动，及控制定子绕组的接线方式的切换；这尤其可适用于电梯、起重机等起重设备。

与所述控制器相连接的温度传感器，所述控制器还根据所述温度传感器的温度信息，控制驱动电路驱动转子的转动，及控制定子绕组的接线方式的切换；这尤其可适用于制冷、制热系统、风机等设备。

由上，通过使电动机的控制器根据设备与路面的角度信息控制电动机的功率输出，或根据重量信息对功率输出进行控制，或根据温度信息对功率进行控制，该控制包括选择所要驱动的定子转子单元、所选择的定子转子单元中的接线方式（星型连接或为角型连接的接线方式）之间进行切换、所驱动的转子的转速等，从而可以使电动机的使用效率提高。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的由三组定子转子单元组成的多定子多转子电动机中定子转子单元的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的两组定子转子单元组成的多定子多转子电动机功率输出的控制电路示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种多定子多转子电动机，下面将结合附图，对本实用新型实施例进行详细描述。本实用新型实施例提供一种多定子多转子电动机可包括N组定子转子单元，其中N是大于1的任何正整数，每组定子转子单元采用三向绕组设置，即包括三组定子绕组构成的一个定子和置于定子轴线的与所述定子相作用的一转子。电动机内的各组定子转子单元的功率量按2倍比的关系比例进行选取设置，或者根据工况定量设置。

下面，以采用了三组定子转子单元的电动机为例对本实用新型进行说明。其中，三组定子转子单元分别为a单元、b单元和c单元。首先以a单元、b单元和c单元的功率量是以2倍比的关系来设置的进行说明。在该例中，设定a单元的功率为1KW(2⁰)、b单元的功率为2KW(2¹)、c单元的功率为4KW(2²)。不难理解，当有N组定子转子单元时，各组功率分配量为2^N-1份。

将电动机内的各组定子转子单元的功率量按2倍比的关系比例来设置，可以使电动机的输出具有多切割功率份数，通过将不同功率的单元组合，可获得多个份量，即获得多个功率输出点，便于电动机的精确控制，而且使电动机在机械、电气结构具有数字特性，可便于利用计算机进行控制，大大简化控制系统的复杂程度。

由上述a单元、b单元和c单元构成的多定子多转子电动机，则可输出下述功率，参见下表1。

份量

1KW

2KW

3KW

4KW

5KW

6KW

7KW

单元组合

a

b

a b

c

a c

b c

a b c

表1

从表1可以看出，将定子转子单元的功率量按2倍比的关系比例来设置，可以获得较多的功率份量输出，在本示例中，可以输出7个不同的功率，分别为1KW、2KW、3KW、4KW、5KW、6KW或7KW。

本例中，在a单元、b单元和c单元的每个单元中，定子绕组的连接方式有2种方式可选择，如图2所述，一种是星型连接，一种是角形连接。在星型连接中，还可输出1/3的功率。

参见表2,用y表示定子绕组的星型连接，用Δ表示定子绕组的角型连接。例如，a_y表示a单元的定子绕组为星型连接，aΔ表示a单元的定子绕组为角型连接。

参见表2，本例中，由a单元、b单元和c单元这3组构成的定子转子单元的电动机可组合输出26个不同的功率。

表2

上述实施例是以a单元、b单元和c单元的功率量是以2倍比的关系来设置的进行说明，另外，a单元、b单元和c单元的功率量也可根据工况定量选取设置，同样可以实现获得多个功率输出点。例如，以摩托车为例，由于该摩托车为女士使用，通常在城市里使用，有时需要去山区使用，依次可将a单元、b单元和c单元的功率设置为启动时的功率W1、该女生城市使用时的功率为W2、该女生山区使用时的功率W3。a单元、b单元和c单元单独工作时，可分别输出功率W1、W2以及W3。进行单元组合后可输出如下功率：W1、W2、W3、W1+W2、W1+W3、W2+W3、W1+W2+W3。

当a单元、b单元和c单元的功率量也可根据工况定量选取设置时，每个单元的定子绕组也可分为星型连接或为角型连接，单元进行组合并结合星型连接或角型连接，可输出如下不同的功率：a_y、b_y、c_y、aΔ、bΔ、cΔ、a_y b_y、a_y c_y、b_y c_y、aΔbΔ、aΔcΔ、bΔcΔ、a_y bΔ、a_y cΔ、b_y cΔ、aΔb_y、aΔc_y、bΔc_y、a_yb_y c_y、aΔbΔcΔ、a_ybΔcΔ、a_yb_y cΔ、aΔbΔc_y、aΔb_y c_y、a_y bΔc_y、aΔb_y cΔ。与上表1原理相同，不再赘述。

下面，再参见图2所示的包括电动机的控制电路的原理图，对本实用新型进一步详细介绍。需要说明的是，为了简化图，该图中仅画出了两组定子转子单元，a单元和b单元，未再画出c单元。且该例子是以定子转子单元的功率量以2倍比的关系比例进行选取设置为例进行说明，由于同样适用于定子转子单元功率量可根据工况定量选取设置，故不再对根据工况定量选取设置的定子转子单元进行赘述。

a单元和b单元的定子绕组分别连接至驱动电路，驱动电路连接至控制器，控制器通过用户操作接口接收用户所施加的作为控制信号的电压信号，例如5伏的电压信号，该用户操作接口可为线型开关，线型开关能够确保施加的电压信号线性变化，以对应转子转动的无级变速，这样，控制器根据接收的表示不同速度控制的电压信号，即可确定出使用对应的频率去控制驱动电路各个开关的开闭，从而控制转子的转速。图中所示的转子位置反馈信号可以使控制器确定转子转速，该反馈信号可由霍尔传感器测得。另外，通过控制器控制驱动电路，可实现对定子转子单元的选择，例如当通过控制器停止控制a单元对应的驱动电路时，则a单元定子不被驱动，即表示未选定a单元输入功率量。另外，通过控制器还可以去控制定子转子单元中定子绕组在星型连接或角型连接方式之间进行切换，由于此部分电路为公知技术，故不再对接线切换电路部分进行赘述。

另外，还可将倾角传感器与控制器相连接，这尤为用于车辆，此时，控制器可通过倾角传感器的信号获知安装该电动机的设备（如车辆）与路面的倾斜角度信息，从而控制器控制所需的驱动电路去驱动所需的定子转子单元，以及控制所需的定子转子单元中定子绕组切换到所需的接线方式，即在星型连接或角型连接之间切换。

或者设置与所述控制器相连接的重力传感器；所述控制器则可根据所述重力传感器的重量信息，控制驱动电路驱动转子的转动，及控制定子绕组的接线方式的切换。这尤其可适用于电梯、起重机等起重设备。

或者设置与所述控制器相连接的温度传感器，所述控制器则根据所述温度传感器的温度信息，控制驱动电路驱动转子的转动，及控制定子绕组的接线方式的切换。这尤其可适用于制冷、制热系统、风机等设备。

上述虽然以图2为例，设置一控制器为例，实现自动控制为例进行说明。不难理解，上述驱动电路也可以为手动开关，这种情况下，则不需要设置控制器。

另外，图2中驱动电路以三极管为例，不难理解各种电子开关，或上述手动开关均可，例如晶闸管开关等均适用于本实用新型。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，例如，可以将不同功能的模块通过一个集成芯片来实现等，均在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种多定子多转子电动机，其特征在于，包括：

至少两组定子转子单元；

每组定子转子单元包括定子和与所述定子相作用的转子。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述各组定子转子单元的功率量的关系比例为2倍比。

3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述各组定子转子单元的功率量为预先根据工况定量设定的功率量。

4.根据权利要求1、2或3所述的电动机，其特征在于，所述各组定子转子单元中的定子绕组为星型连接或为角型连接。

5.一种用于多定子多转子电动机的控制电路，其特征在于，所述电动机包括：

至少两组定子转子单元；

每组定子转子单元包括定子和与所述定子相作用的转子；

所述控制电路包括：

与所述各组电动机的定子转子单元相连接的各驱动电路。

6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述各组定子转子单元的功率量的关系比例为2倍比或为预先根据工况定量设定的功率量。

7.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述驱动电路包括以下之一：

手动切换开关、电子开关。

8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，还包括：

与所述各驱动电路相连接的控制器；所述控制器用于控制驱动电路驱动定子转子单元。

9.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，

所述各组定子转子单元中的定子绕组为星型连接或为角型连接的接线方式；

所述控制器还用于控制所述定子绕组在星型连接或为角型连接的接线方式之间进行切换。

10.根据权利要求9所述的控制电路，其特征在于，还包括至少以下之一：

与所述控制器相连接的倾角传感器；所述控制器还根据所述倾角传感器的倾斜角度信息，控制驱动电路驱动转子的转动，及控制定子绕组的接线方式的切换；

与所述控制器相连接的重力传感器；所述控制器还根据所述重力传感器的重量信息，控制驱动电路驱动转子的转动，及控制定子绕组的接线方式的切换；

与所述控制器相连接的温度传感器，所述控制器还根据所述温度传感器的温度信息，控制驱动电路驱动转子的转动，及控制定子绕组的接线方式的切换。