CN204741385U - 一种分布式多驱动单元的开关磁阻电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分布式多驱动单元的开关磁阻电机，包括控制器、开关磁阻电机及位置检测器，其特征在于：所述开关磁阻电机的定子含有2对或2对以上径向相对的磁阻单元，每个磁阻单元与其径向相对的磁阻单元构成一个驱动单元，每个驱动单元分别由不同的控制器控制，由不同的电池组供电，其中磁阻单元是由相邻的不同相磁极及绕组组成。本实用新型通过增加电机的磁极数和驱动单元的数目，每个驱动单元每既可独立工作，也可以多单元同时工作，实现对电动车的多缸驱动，大大提高了开关磁阻电动机调速系统的可靠性。同时每个驱动单元对应不同的电池组，避免了电池的成组效应，大大提高了电池组的安全性和稳定性。

Description

一种分布式多驱动单元的开关磁阻电机

技术领域

本实用新型涉及一种开关磁阻电机，特别指一种含多个分布式多驱动单元的开关磁阻电机。

背景技术

随着当前石油资源短缺和环境污染的加剧，电动汽车的发展日益受到人们的重视。电动汽车具有高效率、低排放的特性。其次电动汽车的转矩响应迅速、加速快，电机可以分散配置易如实现四轮独立驱动和四轮转向，它还可以实现再生制动和能量回收，提高电动汽车制动的安全性和可靠性。

目前，作为电动汽车的驱动系统及电机有很多，开关磁阻电机调速系统因其结构简单、整个系统具有效率高、可控参数多、启动电流小、启动转矩大等特点，是极具发展潜力的电动车驱动系统之一。

整个开关磁阻电机调速系统包括双凸极的开关磁阻电机、功率变换器、位置传感器、控制器四部分，是一种新型的变速拖动系统，其调速性能兼有异步电动机变频调速和直流电动机调速宽的优点。

开关磁阻电机调速系统虽然具有很好的调速性能，但也存在许多问题。就目前的发展水平而言，开关磁阻电机存在的主要缺点有：1、转矩脉动较大，由转矩脉动导致的噪声问题较为突出；2、系统可靠性仍然不高。现用的开关磁阻电机虽然各相能独立工作，可靠性及安全性较普通异步电机有所提高，但真正一旦缺相运行，则会导致噪声猛增，转矩及转速会急剧下降，甚至无转矩输出，导致整个系统无法运行。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种转矩脉动小，噪音小，大大提高了电池的安全性和稳定性的开关磁阻电机。

本实用新型采用的技术方案是：一种分布式多驱动单元的开关磁阻电机， 包括控制器、开关磁阻电机及位置检测器，其特征在于：所述开关磁阻电机的定子含有2对或2对以上径向相对的磁阻单元，每个磁阻单元与其径向相对的磁阻单元构成一个驱动单元，每个驱动单元分别由不同的控制器控制，由不同的电池组供电，其中磁阻单元是由相邻的不同相磁极及绕组组成。

所述的定子、转子在沿电机轴线长度方向上包含2个或2个以上的定子、转子铁芯。

本实用新型在其中一相的定子上还加装有副绕组，副绕组两端通过充电功率模组连接市电。

本实用新型利用开关磁阻电机定子铁芯的双凸极多极式结构，利用轴向切分和径向切分的方法，通过增加定子、转子硅钢片的极数，及在电机轴向长度方向安装多个定子铁芯的办法，以增加电机的磁极数和驱动单元的数目。用多个控制气独立驱动圆周方向180︒对称的磁阻单元，每个磁阻单元与其径向相对的磁阻单元构成一个驱动单元，每个驱动单元每既可独立工作，也可以多单元同时工作，实现对电动车的多缸驱动，这大大提高了开关磁阻电动机调速系统的可靠性。同时因每个驱动单元对应不同的电池组，这样将电动机的电池组化整为零，避免了电池的成组效应，大大提高了电池组的安全性和稳定性。

另外，由于电动汽车要上路，首先得解决充电、储电的问题。由于给电动汽车快速充电需要瞬时强大的功率电力，常规电网设施无法满足，必须使用专用的充电站、充电桩。而电动汽车充电站网难以短期建设，主要原因是必须要建专用充电网络，耗资巨大，非一朝一夕能实现。因此不能方便充电，也成为电动汽车走入寻常百姓人家的一大难题。本实用新型在每相定子上除装有集中绕组外，还装有副绕组。副绕组两端通过充电功率模组配置市电电压。通过定子集中绕组及副绕组的藕合，产生相当于变压器的功能，从而解决了电动车充电的问题，不需使用专门的充电桩，只需接入普通的民用电网就可给汽车充电。

本实用新型通过使用以上的技术方案，可达到以下有益效果：

1、本实用新型开关磁阻电机每两个径向相对的磁阻单元构成一个驱动单元，每个驱动单元分别由不同的控制器控制。相互独立工作，可实现对电动车的多缸驱动。当一个单元发生故障时，只需停止该单元工作，电动机除总输出功率有所下降外，并无其它影响，这大大提高了开关磁阻电动机调速系统的可靠性。而普通的开关磁阻电机，当一相出现故障或缺相运行，则会导致噪声猛增，转矩及转速会急剧下降，甚至无转矩输出，导致整个系统无法运行。

2、由于开关磁阻电机的定子、转子为双凸极多极结构，并且一台电机可安装多个定、转子铁芯，这样可很方便地增加电动机定转子铁芯的磁极数目，利用多单元驱动电机工作。通过改变不同驱动单元的工作时序，让不同驱动单元输出转矩大小互补从而使电机的转矩脉动减小，运转噪音减小。同时将电动车的电池组分成多个单元，有效避免成组效应，极大提高了电池组的安全性和稳定性。在不影响电机功率密度情况下，电机可工作在安全电压下，即使出现意外情况，也能确保乘客的安全。

3、由于开关磁阻电机的定子除装有集中绕组外，其中一相还装有副绕组，副绕组由充电功率模组供电，模组输入端为市电。充电时模组接入市电后，通过集中绕组及副绕组的藕合，产生变压器的功能，从而不需要专门的充电桩实现对电动车的充电，很好地解决了电动车充电难的问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构图；

图2是本实用新型的电机定转子结构及单元控制电路图；

图3是充电原理图；

图中，1是定子一，2是定子二，3是转子一，4是转子二，5是电机轴，6是电机外壳，7是位置检测器，8是集中绕组，9是驱动单元Π，10是磁组单元，11是驱动单元Ι，12是控制器Ι，13是控制器Π，14是副绕组。

具体实施方式

由图1可知，本实用新型包括控制器、开关磁阻电机及位置检测器，转子位置检测器则安装在电机的一端，开关磁阻电机的定子、转子在沿电机轴线长度方向上包含2个或2个以上的定子、转子铁芯。

图2是按本实用新型为三相12/8极时电动机说明的。本实用新型定子铁芯及转子采用双凸极的多磁极结构，都由普通硅钢片叠压而成，转子既无绕组也无永磁体，定子上有集中绕组，其中一相的定子上还装有副绕组。其中定子有12个磁极，定子每相含有2对径向相对的磁极，磁极按A、B、C三相依次排列。磁极分为A1-A4、B1-B4、C1-C4，位置如图2示安排，相邻的不同相磁极及绕组组成一个磁阻单元，这样12个磁极分成4个磁阻单元，每个磁阻单元与其径向相对的磁阻单元构成一个驱动单元，4个磁阻单元组成2个驱动单元，每个驱动单元由控制器分别单独控制，由不同的电池组供电。每个驱动单元既可独立工作，也可以多单元同时工作。本实用新型开关磁阻电机可以是三相或四相开关磁阻电机，三相开关磁阻电机也不限定为图2所示的12/8极结构，也可以设计成24/16极、36/24极等结构。

从图3可知，本实用新型为了解决充电、储电的问题，在其中一相的定子上除装有集中绕组外，还装有副绕组，副绕组两端通过充电功率模组配置市电电压。这样充电时，当集中绕组通过充电功率模组外接交流电压时，通过定子集中绕组及副绕组的耦合，产生变压器的功能，从而副绕组产生感应电动势及感应电流。经充电功率模组整流及逆变处理，产生高频脉冲直流，输出给电动车电池，完成充电。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计思想的前提下，可对本实用新型的技术方案作出各种变型和改进，这些均应落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种分布式多驱动单元的开关磁阻电机，包括控制器、开关磁阻电机及位置检测器；

其特征在于：所述开关磁阻电机的定子含有2对或2对以上径向相对的磁阻单元，每个磁阻单元与其径向相对的磁阻单元构成一个驱动单元，每个驱动单元分别由不同的控制器控制，由不同的电池组供电，其中磁阻单元是由相邻的不同相磁极及绕组组成。

2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于：所述开关磁阻电机的定子、转子在沿电机轴线长度方向上包含2个或2个以上的定子、转子铁芯。

3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于：所述开关磁阻电机其中一相的定子上还装有副绕组，副绕组两端通过充电功率模组连接市电。

4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于：所述开关磁阻电机为12/8极结构、24/16极结构或36/24极结构。