TW201919314A

TW201919314A - 電機

Info

Publication number: TW201919314A
Application number: TW106139229A
Authority: TW
Inventors: 迪亞內希拉達克里希南; 文卡塔拉古納斯庫馬爾拉查巴圖尼; 尤吉瓦勒甘古利; 拉姆拉傑加貝茲迪那加爾
Original assignee: 印度商Ｔｖｓ電機股份有限公司
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2019-05-16

Abstract

本案發明是有關一種用於在車輛中藉由使用開關組合在不同的速度下獲得變化的扭矩的電機。該電機包括一附有多個被連接的區段C1、C2、C3、C4、C5、C6的線圈，使得所有的區段為串聯組態以增大K_t值(500)，及某些該等區段被並聯連接以減小K_e值。此藉由使用諸開關配置，增大在駕駛模式期間的空載速度，及減低在產生模式期間由機器所產生的電壓。當該等區段被並聯連接時，其減小各相位的阻抗，藉此減少銅損，並因此提高該機器的效率。該等應用是在任何車輛的一體式起動發電機(ISG)系統中，以在高的每分鐘轉速下，提供高的起動扭矩及產生較低的電壓。此外，亦可被使用在任何的電動機中，以在較高的速度下，提供扭矩給該車輛。

Description

電機

本案發明是有關一種用於車輛的電機。更具體的說，本案發明是有關一種該電機的定子捲繞線圈，用於在車輛中在不同的速度下獲得變化的扭矩。

在汽車中，該起動電動機是被使用來在該車輛休止時起動發動機的。該起動電動機提供非常高的扭矩，以在該起動(低速操作)下轉動該發動機的曲柄。該車輛亦具有一產生動力(高速操作)給該車輛電性負載及給該電池的永磁發電機。

當該起動電動機及永磁發電機的功能被組合成一具有矛盾需求的單機時，(亦即)具有高的起動扭矩及在高的每分鐘轉速下產生較低的電壓的需求，免得該控制器的成本增加來承受此些被產生之高的電壓。該起動扭矩需要一高的K_t值。該K_t值為該機器的一設計常數，其被使用來按照下面的等式依據輸入的電流表示被產生的扭矩。

T=K_t*I

為了在高的每分鐘轉速下產生較低的電壓，一較小的K_e值被需求。K_e值為該機器的一反電動勢常數，其被使用來表示在一給定的速度下在該等線圈中被感應的反電動勢電壓。

E_b=K_b*

然而，該機器針對K_t值及K_e值通常具有相同的值，藉由其等，該機器之起動扭矩及空載的每分鐘轉速為固定的。有各種不同的方法用於改變該K_t值及K_e值常數，像是場弱化、移動轉子以提供較少的磁通路徑、雙定子組態等等。

名稱為「高性能定子裝置」的歐洲專利EP1255345 A1揭示有關藉由具有個別地被選出的或是以「串聯」方式被連接的多個線圈改變圈數。在任何的時間點，該等線圈不是個別地被連接便是串聯地被連接，以改變該機器的K_t值。

該等線圈絕不會被並聯連接。並聯組態使該機器能藉由減少損失而操作在一個增加效率的區域。在本案發明中，一單一線圈被分接以產生不同捲繞圈數的效果。如同和歐洲專利EP1255345(A1)相反的，該等線圈末端未被分開。

美國專利US2016-0141996A揭示一種用於車輛之調整一車輛電動機的一線圈捲繞數目的電動機系統。該電動機系統包括一變頻器，其包括一被並聯附接至一車輛電池的電源切換電路及一被連接至該電源切換電路的線圈切換電路，其中，該線圈切換電路接收及送出一具有根據該電源切換電路的一切換操作被產生之不同相位的驅動電流；一電動機，其被構造成包括多於一個接受被捲繞多道次的該驅動電流的捲繞線圈；及一控制器，其被構造成檢測該線圈切換電路的一切換操作，該切換操作藉由以一低速驅動模式連續地連接所有的該等捲繞線圈，而將一捲繞數目調整至多於一個捲繞線圈之一最大的線圈捲繞數目，及藉由以一高速驅動模式連續地連接某些的該等捲繞線圈，而將一捲繞數目調整至一最小的線圈捲繞數目。在此專利案中，該等線圈是被串聯連接來減小該K_e值，以改變在該驅動模式中的速度。

名稱為「一體式起動發電機」的美國專利US 20140265693A1揭示「一種一體式起動發電機(ISG)系統，其包括一磁通調節永磁電機(PMM)、一捲繞場同步機器、及一控制線圈控制器。在一靜止部分中有一控制線圈，且在磁通調節PMM的一旋轉部分中有多於一個永久磁鐵旋轉電樞捲繞。

該捲繞的場同步機器包括一靜止部分及一旋轉部分。該靜止部分包括該主要電樞捲繞，而該旋轉部分則包括一從該磁通調節PMM接收激磁的主場捲繞。該控制線圈控制器控制被供應至該磁通調節PMM的控制線圈的電流，以選擇性地限制被給至該旋轉電樞捲繞的磁通量」。(美國專利公開號20140265693 A1)

名稱為「用於電動機的扭矩輔助」的世界專利WO2013/054349 A2揭示「一種用於在一電動車輛/混合車輛中提供一個選擇性的扭矩輔助給主電動機的方法。該方法包括將扭矩輔助電動機嵌入在該主電動機差速器的該二輸出軸上。該扭矩輔助電動機可被開機，以提供一短期的扭力提升給在零或是一非常低速的該主電動機差速器。該扭矩輔助電動機可具有多個捲繞，以提供不同的扭矩提升。」(世界專利公開號WO2013/054349 A2)

一種附有多個區段的線圈被連接，使得在一個例子中，所有的區段為一串聯組態以增大該K_t值，且在另一個例子中，某些的該等區段被並聯連接以減小該K_e值(及因此減小K_t值)。藉由使用開關配置，此增大在駕駛模式期間的該空載速度，及減低在產生模式期間由機器所產生的電壓。當該等區段被並聯連接時，其減小各相位的阻抗，藉此減少銅損。此提高該機器的效率。

開關的該配置使得該被分接的部分不會斷開該等線圈區段。但反倒是，該電壓是被施加在介於該等區段及該電源供應接腳中的一個之間的該被分接的部分上。使用被分接的部分來施加該等電壓，減少連接至該開關系統之來自該機器的導線數目。

在另一個實施方式中，在不同齒上的線圈亦使用該等開關被串聯及並聯組合被連接，以改變該機器的該K_t值(及K_e值)。該連接使該機器能被帶到該下一個最近可能的駕駛速度範圍，及能操作在該最高的效率區域中之對應的速度範圍帶。當在不同齒上的該等線圈被並聯連接時，有效圈數在該相位捲繞中被減少，藉此減小該機器的該K_t值及K_e值。該等開關被通電，使得該並聯路徑計數在接續的步驟中被增大，以逐步地減小該機器的該K_e值。此使該機器能有效率地操作在該下一個駕駛速度範圍。該駕駛速度範圍為在給定的條件下，該速度值從該機器的零每分鐘轉速至最大空載每分鐘轉速的範圍。

本案發明可被應用在任何的車輛及可被施加至任何的(一體式起動發電機)ISG系統，以提供一高的起動扭矩，及在高的每分鐘轉速下產生較低的電壓。藉由減小該機器的K_e值，該牽引電動機速度範圍可被改進，藉此在相同的幾何形狀內提供一較寬的速度範圍，及提供較佳的再生能力。該應用亦可被延伸用於任何的電動機，以在較高的速度下提供該扭矩給該車輛。

本案發明為一種電機，其包括，一附有多個區段的定子捲繞線圈、諸開關及諸電壓端子，該定子捲繞線圈利用開關組合來以串聯及並聯的方式連接該等區段，用以改變扭矩常數(K_t)及反電動勢常數(K_e)。該線圈附有多個被捲繞在該定子之相同的齒上的區段。諸線圈之各區段的開始及末端導線被取出，且通過該等開關被連接。該等開關為單極單投開關、多極單投開關及雙極單投開關。在起動期間，該等線圈的各區段被連接，使得該等線圈的第一區段的末端及該等線圈的下一個區段的起始被連接。線圈的該第一區段的起始被連接至一控制器的該相位端子，及一線圈的最後區段的末端導線不是被連接至該控制器的另一個相位端子，便是被連接至該機器的中立點，使得各相位具有更多數目之被串聯連接的圈數。以增大在駕駛模式中的速度範圍至下一個最低可能的限制，開關組態被通電，以便能依據在諸線圈之該整個區段中的該等區段及圈數，具有針對該等線圈之某些區段的並聯連接，及針對該等線圈之某些區段的串聯連接。

此外，附有多個區段的該線圈被連接，使得，所有的區段為串聯組態，以增大該K_t值，且在不同的時間點，某些的該等區段被並聯連接，以減小該K_e值。藉由使用開關配置，在駕駛模式期間，空載速度增大，且在產生模式期間，由機器所產生的電壓減低。當該等區段被並聯連接時，減小各相位的阻抗，藉此最小化銅損。諸開關的配置，使電壓能被施加跨越介於該等區段及電源供應接腳中的一個之間之被分接的部分，而不是斷開的線圈區段並使用被分接的部分來施加該電壓，減少從該機器連接至開關系統之導線的數目。在不同齒上的線圈亦使用該等開關以串聯及並聯組合被連接，以改變該機器的該等K_t及K_e值。該連接使該機器能被帶到下一個最近可能的操作速度範圍，及能操作在一最高的效率區域中之該對應的速度範圍帶。在不同齒上之線圈的並聯連接減少在相位捲繞中之有效圈數，因此降低該機器的該等K_t值及K_e值。

圖1圖示說明該等齒附有三個區段的線圈及兩個單投雙極類型的開關。

圖2圖示說明該等齒附有三個區段的線圈及兩個單極單投類型的開關。

圖3圖示說明該等齒附有五個區段的線圈及四個單投多極類型的開關。

圖4圖示說明該等齒附有五個區段的線圈及四個單極單投類型的開關。

圖5圖示說明該等齒附有五個區段的線圈及六個單極單投類型的開關。

圖6圖示說明該等齒附有五個區段的線圈及六個開關，五個開關為單極單投類型，及一個開關為雙極單投類型。

圖7a圖示說明該等齒附有五個區段的線圈及六個開關，所有的該等開關為單極單投類型開關。

圖7b圖示說明該等齒附有五個區段的線圈及六個開關，其中四個開關為單極單投及兩個開關為雙極單投類型。

圖8圖示說明該等齒附有五個區段的線圈及八個開關，該等開關不是單極單投類型，便是多極單投類型。

圖9圖示說明該等齒附有兩個區段的線圈及三個單極單投開關。

圖10圖示說明該等齒附有四個區段的線圈，及六個開關不是單極單投類型，便是多極單投類型。

圖11圖示說明該等齒附有六個區段的線圈及八個開關。

圖12圖示說明該機器的該扭矩及效率對應如在圖8中之被連接的該等線圈區段的速度。

圖13圖示說明該機器的該扭矩及效率對應如在圖9中之被連接的該等線圈區段的速度。

圖14圖示說明該機器的該扭矩及效率對應如在圖9中之被連接的該等線圈區段的速度。

圖15圖示說明該機器的該扭矩及效率對應如在圖8中之被連接的該等線圈區段的速度。

圖16圖示說明該機器的該扭矩及效率對應如在圖10中之被連接的該等線圈區段的速度。

圖17圖示說明該機器的該扭矩及效率對應如在圖10中之被連接的該等線圈區段的速度。

圖18圖示說明該機器的該扭矩及效率對應如在圖8及10中之被連接的該等線圈區段的速度。

該一體式起動發電機(ISG)或是牽引電動機在開始需要一高的起動扭矩。為了產生此起動扭矩，該機器最初被設計有較高的K_t值。為了設計一附有較高的K_t值的機器，在各相位中需要更多數目的圈數。取代具有所有的該等圈數如同一附有一單一區段的線圈，具有一附有多個區段的線圈被提出。此些附有多個區段的線圈被捲繞在該定子之相同的齒。然後，該等線圈的各區段的開始及末端導線被取出及被開關連接。在該起動期間，該等線圈的各區段以此種方式被連接，該方式為如在圖1中被顯示的，該等線圈的第一區段的末端3、5及該等線圈的下一個區段的起始2、4被連接。線圈C1的該第一區段的起始6被連接至該控制器的相位端子50，及該線圈C3的最後區段1的該末端導線不是被連接至該控制器的另一個相位端子，便是可被連接至該機器捲繞的一中立點60。然後，各相位具有以相對彼此的串聯組態被連接之更多數目的圈數。接著，為了增大該駕駛模式的該速度範圍至該下一個可能的限制，該等開關組態因此被通電，使得依據諸線圈的該等區段及在該整個區段中的該等圈數，該等線圈的某些區段被並聯連接，及該等線圈的某些區段被串聯。

該機器被允許在該駕駛速度範圍操作，使得該阻抗被減小，且其可以該範圍帶的該最高的效率被方便地操作。此外，藉由該切換配置，藉由減少該等圈數，及藉由增加並聯之該等線圈的該等區段，該下一個可能的駕駛速度範圍帶被達成，藉此，藉由所有可能的開關組合，確保該機器被操作靠近該最大的效率範圍。

在奇數個區段的線圈中，例如，如在圖1中的三個區段，在正常的操作下，開關s101及s102被打開，且所有的該等線圈區段C1、C2、C3以串聯組態被連接。為串聯組態之該等較高的圈數給予一較高的K_t值。該等開關s101及s102為單投雙極開關。在產生模式中，該等開關s101及s102被關閉。該等線圈區段C1、C2、C3現在被並聯連接，減小該機器的阻抗，藉此提高該機器的效率。該等三個線圈區段C1、C2、C3，被並聯連接，減少該等圈數，藉此增加該空載速度，且因而增加該電動機的該駕駛速度範圍。該電動機的該效率曲線600的高峰亦被轉移至該圖像的右側，提高了該系統的效率。

針對奇數個區段的線圈，有三個如在圖2中被顯示的，在正常的操作中，開關s201及s202被打開，且所有的該等線圈區段C1、C2、C3以一串聯組態被連接。為串聯組態之該等較高的圈數給予一較高的K_t值，其增大該機器的該扭矩500。該等開關s201及s202為單極單投開關。在產生模式中，該等開關s201及s202被關閉。該等線圈區段C1、C2、C3，現在被並聯連接，減小該機器的阻抗，藉此提高該機器的效率。該等三個線圈區段C1、C2、C3，被並聯連接，減少該等圈數，藉此增加該空載速度，且因而增加該電動機的該駕駛速度範圍。該電動機的該效率曲線600的高峰亦被轉移至該圖像的右側，提高該系統的操作效率。當不是s201便是s202被關閉時，將僅有一線圈區段會被連接。將有一較少數目的圈數，藉此增加該空載速度及該電動機的該駕駛速度範圍。該電動機的該效率曲線的高峰亦被轉移至該圖像的右側，針對奇數個區段的線圈提高該系統的效率，有五個如在圖3中被顯示的，在正常的操作條件中，開關s301、s302、s303、s304被打開，所有的該等線圈區段C1、C2、C3、C4，及C5以串聯的組態被連接。為串聯的組態之該等較高的圈數給予一較高的K_t值，其增大該機器的該扭矩500。該等開關s301、s302、s303及s304為單投多極開關。在產生模式中，該等開關s301、s302、s303及s304被關閉。該等線圈區段被並聯連接，減小該機器的阻抗，藉此提高該機器的效率600。該等五個線圈區段C1、C2、C3、C4及C5被並聯連接，其減少在各相位中的圈數，藉此增加該空載速度及該電動機的該駕駛速度範圍。該電動機的該效率曲線600的高峰亦被轉移至該圖像的右側，提高該系統的效率。針對如在圖4中被顯示之相同的奇數個區段的線圈，在正常的操作中，該等開關s401、s402、s403及s404被打開。所有的該等線圈區段C1、C2、C3、C4及C5以串聯的組態被連接。為串聯的組態之該等較高的圈數給予一較高的K_t值，其增大該機器的該扭矩500。該等開關s401、s402、s403及s404為單極單投開關。在產生模式中，該等開關s401、s402、s403及s404被關閉。該等線圈區段C1、C2、C3、C4、及C5現在被並聯連接，減小該機器的阻抗，藉此提高該機器的效率。該等五個線圈區段C1、C2、C3、C4及C5被並聯連接，其減少圈數，藉此增加該空載速度及該電動機的該駕駛速度範圍。該電動機的該效率曲線600的高峰亦被轉移至該圖像的右側，提高該系統的效率。

在相同的區段的線圈中，如果其如同在圖5中的被連接，在正常的操作中，開關s503被關閉，及開關s501、s502、s504、s505被打開，且所有的該等線圈區段C1、C2、C3、C4及C5以被串聯組態被連接。以串聯組態之該等較高的圈數給予一較高的K_t值，其增大該機器的該扭矩500。該等開關s501、s502、s503、s505及s506為單極單投開關。當該等開關s506及s505被關閉及所有其他的開關被打開時，有兩個線圈區段。C5和C4串聯，C3和C2串聯，此等兩個線圈區段C4-C5及C3-C2和電路並聯。該等圈數被減少，減小了該機器的該K_e值。在產生模式中，該等開關s501、s502、s503、s504及s505被關閉。該等線圈區段C1、C2、C3、C4及C5現在被並聯連接，減小該機器的阻抗，藉此提高該機器的效率。該等五個線圈區段C1、C2、C3、C4及C5被並聯連接，減少該等圈數，藉此增加該空載速度及該電動機的該駕駛速度範圍。該電動機的該效率曲線600的高峰亦被轉移至該圖像的右側，提高該系統的效率。

該相同區段的線圈如果如同在圖6中的被連接，在正常的操作中，開關s603被關閉，及開關s601、s602、s604及s605被打開，所有的該等線圈區段C1、C2、C3、C4及C5以串聯組態被連接。以串聯組態之該等較高的圈數給予一較高的K_t值。該等開關s602、s603、s604及s605為單極單投開關。s606為一雙極單投開關。s601不是一單極單投開關，便是一雙極單投開關。當開關s606及s605被關閉及所有其他的開關被打開時，有兩個線圈區段，C4和C5串聯，及C3和C2串聯，是以串聯連接的方式，兩個線圈區段C4-C5及C3-C2和電路並聯。該等圈數被減少，減小該機器的該K_e值。在產生模式中，該等開關s601、s602、s603、s604及s605被關閉。該等線圈區段C1、C2、C3、C4及C5現在被並聯連接，該機器的阻抗被減小，在各相位中的圈數被減少，藉此增加該空載速度及該電動機的該駕駛速度範圍，且其亦提高該機器的該效率600的高峰。該電動機的該效率曲線600的高峰亦被轉移至該圖像的右側，提高該系統的效率。

當該等區段的線圈如同在圖7a中的被連接時，在正常的操作中，開關s703被關閉及開關s701、s702、s704、s705及s706被打開，所有的該等線圈區段C1、C2、C3、C4及C5以串聯組態被連接。以串聯組態之該等較高的圈數給予一較高的K_t值，其增大該機器的該扭矩500。該等開關s701、s702、s703、s704、s705及s706為單極單投開關。當開關s701及s706被關閉及所有其他的開關被打開時，有二個線圈區段，C1和C2串聯及C3和C4串聯，兩個線圈區段C3、C4及C1、C2和電路並聯。該等圈數被減少，減小該機器的該K_e值。在產生模式中，該等開關s701、s702、s703、s704及s705被關閉。該等線圈區段C1、C2、C3、C4及C5現在被並聯連接，減小該機器的阻抗，藉此提高該機器的效率。該等五個線圈區段C1、C2、C3、C4及C5現在被並聯連接，減少該等圈數，藉此增加該空載速度及該電動機的該駕駛速度範圍。該電動機的該效率曲線600的高峰亦被轉移至該圖像的右側，提高該系統的效率。

當該等區段的線圈如同在圖7b中的被連接時，在正常的操作中，開關s703被關閉及開關s701、s702、s707、s705及s708被打開，所有的該等線圈區段C1、C2、C3、C4及C5以串聯組態被連接。以串聯組態之該等較高的圈數給予一較高的K_t值，其增大該機器的該扭矩500。該等開關s701、s702、s703、s707及s705為單極單投開關。該等開關s703及s708為一雙極單投開關。當該等開關s701及s708被關閉及所有其他的開關被打開時，有兩個線圈區段，C1、C2及C3、C4為串聯連接，兩個線圈區段C1-C2及C3-C4和電路並聯。該等圈數被減少，減小該機器的該K_e值。在產生模式中，該等開關s701、s702、s703、s707及s705被關閉。該等線圈區段C1、C2、C3、C4及C5現在被並聯連接，減小該機器的阻抗，藉此提高該機器的效率。該等五個線圈區段C1、C2、C3、C4及C5現在被並聯連接，減少該等圈數，藉此增加該空載速度及該電動機的該駕駛速度範圍。該電動機的該效率曲線600的高峰亦被轉移至該圖像的右側，提高該系統的效率。

當該等區段的線圈如同在圖8中的被連接時，在正常的操作中，開關s803及s804被關閉及該等開關s801、s802、s805、s806、s807及s808被打開，及所有的該等線圈區段C1、C2、C3、C4及C5以串聯組態被連接。以串聯組態之該等較高的圈數給予一較高的K_t值，其增大該機器的該扭矩500。該等開關s801、s802、s803、s804、s805、s806、s807及s808為單極單投開關。該等開關s801、s802、s804、s805、s807及s808亦可為多極單投開關。當該等開關s801、s803、及s808被關閉及所有其他的開關被打開，有兩個線圈區段，C4和C3串聯及C2和C1串聯，為以串聯連接，兩個線圈區段C4-C3及C2-C1和電路並聯。該等圈數被減少，減小該機器的該K_e值。當該等開關s804、s806及s807被關閉及所有其他的開關被打開時，有兩個線圈區段，C2和C3串聯及C4和C5串聯，兩個線圈區段C2、C3及C4、C5和電路並聯。該等圈數被減少，減小該機器的該K_e值。在產生模式中，該等開關s801、s802、s803、s804、s805及s806被關閉。該等線圈區段現在被並聯連接，減小該機器的阻抗，藉此提高該機器的效率600。該等五個線圈區段C1、C2、C3、C4及C5現在被並聯連接，減少該等圈數，藉此增加該空載速度及該電動機的該駕駛速度範圍。該電動機的該效率曲線600的高峰亦被轉移至該圖像的右側，提高該系統的效率，如在圖12、15及18中被顯示的。

在偶數個區段的線圈中，當其如在圖9中被顯示的被連接時，有兩個區段的線圈，在正常的操作中，該開關s903被關閉及開關s901及s902被打開，所有的該等線圈區段C1及C2以串聯組態被連接。以串聯的組態之該等較高的圈數給予一較高的K_t值，其增大該機器的該扭矩500。該等開關s901、s902及s903為單極單投開關。在產生模式中，該等開關s901及s902被關閉。該等線圈區段C1及C2現在被並聯連接，減小該機器的阻抗，藉此提高該機器的效率。該等二個線圈區段C1及C2現在被並聯連接，減少該等圈數，藉此增加該空載速度及該電動機的該駕駛速度範圍。該電動機的該效率曲線600的高峰亦被轉移至該圖像的右側，提高該系統的效率(如在圖14及13中被顯示的)。在相同的偶數個區段的線圈，當其如在圖10中被顯示的被連接時，有四個區段的線圈，在正常的操作中，該開關s1006被關閉及該等開關s1001、s1002、s1003、s1004及s1005被打開，所有的該等線圈區段C1、C2、C3，及C4以串聯組態被連接。以串聯組態之該等較高的圈數給予一較高的K_t值，其增大該機器的該扭矩500。該開關s1001、s1002、s1003、s1004、s1005及s1006為單極單投開關。該等開關s1001、s1002、s1004及s1005亦可為多極單投開關。當開關s1003及s1005被關閉及所有其他的開關被打開時，有兩個線圈區段，C1、C2及C3、C4為串聯連接，兩個線圈區段C1、C2及C3、C4和電路並聯。該等圈數被減少，減小該機器的該K_e值。在產生模式中，該等開關s1001、s1002、s1004及s1005被關閉。該等線圈區段C1、C2、C3、及C4現在被並聯連接，減小該機器的阻抗，藉此提高該機器的效率。該等四個線圈區段C1、C2、C3，及C4現在被並聯連接，減少該等圈數，藉此增加該空載速度及該電動機的該駕駛速度範圍。該電動機的該效率曲線的高峰亦被轉移至該圖像的右側，提高該系統的效率如在圖16至18中被顯示的。

該相同的組態亦可被延伸至在不同齒上的線圈，該等線圈亦可以串聯或並聯組合被連接。例如，如在圖11中被顯示的，一定子每個相位具有六齒，當在該等齒中之所有的該等線圈C1、C2、C3、C4、C5及C6被串聯連接時，該機器具有一較高的K_t值，其增大該機器的該扭矩500及K_e值。在此組態中，藉由關閉該開關s1101，該第一相位的該等末端線圈及該下一個相位的該等起始線圈被串聯連接，以達成該串聯組態。當需要來減小該機器的該K_e值時，該等開關s1102、一s1103被連接至該電路，及該開關s1101被斷開。然後有效的是各相位有兩個並聯路徑。此配置將該機器從單一並聯路徑切換至兩個並聯路徑。藉由關閉開關s1101、s1105、s1106、s1107及s1108及打開該等開關s1104、s1102、s1103及s1109，同樣可被延伸至三個並聯路徑。介於該等並聯路徑之間的切換的優點為增大該機器的該駕駛速度範圍，藉此，允許該機器操作在或是靠近該最高的效率操作區域。

所有的該等開關不是被獨立地操作便是被同時地操作，以產生不同的K_e(或是K_t)值。該等區段的線圈不是串聯便是並聯，同時在不同齒上的該等線圈亦然，以減小該K_e值。

有利的是，本案發明的目的在於藉由用於該定子捲繞的開關組合，達成在不同的速度下之不同的K_e(或是K_t)值。

改進及修改可被併合於本案中而不會偏離本案發明的範圍。

Claims

一種電機，其包括：附有多個區段的一定子捲繞線圈、諸開關、及諸電壓端子，該定子捲繞線圈利用開關組合來將該等區段以串聯及並聯的方式連接，用以改變扭矩常數(K _t)及反電動勢常數(K _e)，其中：附有多個區段C1、C2、C3、C4、C5、C6的該線圈被捲繞在該定子之相同的齒上；諸線圈的各區段的開始及末端導線被取出，且通過該等開關被連接，該等開關為單極單投開關、多極單投開關及雙極單投開關；且其中該等線圈的各區段被連接，使得在該起動期間，該等線圈的第一區段的末端(3)、(5)及該等線圈的下一個區段的起始(2)、(4)被連接；且其中，線圈C1的該第一區段的起始(6)被連接至一控制器的相位端子(50)，且一線圈C3的最後區段(1)的末端導線被連接至該控制器的另一個相位端子或被連接至該機器的該中立點(60)，使得各相位具有更多數目之被串聯連接的圈數。
根據申請專利範圍第1項的電機，其中，為了將在駕駛模式中的速度範圍增大至下一個最低可能的限制，開關組態被通電，以便能依據在線圈的整個區段中的區段及圈數，在該等線圈的某些區段具有並聯連接，且在該等線圈的某些區段具有串聯連接。
根據申請專利範圍第1項的電機，其中，附有多個區段的該線圈被連接，使得，所有的區段為串聯組態，以增大該K _t值(500)，且在不同的時間點，某些的該等區段被並聯連接，以減小該K _e值；藉由使用開關配置，在駕駛模式期間，空載速度增大，且在產生模式期間，減低由機器所產生的電壓；及當該等區段被並聯連接時，減小各相位的阻抗，藉此最小化銅損。
根據申請專利範圍第1項的電機，其中，諸開關的配置，使電壓能被施加跨越介於該等區段及電源供應接腳中的一個之間之被分接的部分，而不是斷開的線圈區段並使用被分接的部分來施加該電壓，減少從該機器連接至開關系統之導線的數目。
根據申請專利範圍第1項的電機，其中，在不同齒上的線圈亦使用該等開關以串聯及並聯組合被連接，以改變該機器的該等K _t及K _e值。
根據申請專利範圍第5項的電機，其中，該連接使該機器能被帶到下一個最近可能的操作速度範圍，及能操作在一最高的效率區域中之該對應的速度範圍帶。
根據申請專利範圍第5項的電機，其中，在不同齒上之線圈的並聯連接減少在相位捲繞中之有效圈數，因此降低該機器的該等K _t值及K _e值。
根據申請專利範圍第5項的電機，其中，該等開關被通電導致在接續的步驟中在並聯路徑計數上的增加，以逐步減小該機器的該K _e值，從而允許在下一個操作範圍中之有效率的操作。