一种双绕组永磁电机制造技术

本发明专利技术提供了一种永磁电机及采用这种永磁电机的电动车辆，其中所述永磁电机的定子具有两套三相绕组，两套绕组在所述永磁电机的定子圆周空间上交错分布，并且所述两套绕组可分别由电动车辆的驱动系统所包括的两个三相逆变器在无需解耦的情况下独立控制。变器在无需解耦的情况下独立控制。变器在无需解耦的情况下独立控制。

【技术实现步骤摘要】
一种双绕组永磁电机


[0001]本专利技术涉及永磁电机，更具体的，涉及双绕组永磁电机。

技术介绍

[0002]电动汽车的驱动系统的成本主要由驱动电机和逆变器构成。驱动电机是电动汽车的核心关键部件，其对车辆的安全性具有至关重要的影响，特别是对于景区用车或某些安全性要求高的车辆，传统的驱动电机的结构设计不具备故障冗余功能。此外，电动客车、电动卡车等中重型车辆需要大功率驱动系统，而大功率驱动系统的逆变器需要采用工业用量少的大功率器件，导致成本非常高。
[0003]产业中有过具有两套绕组的双绕组电机设计。然而，现有双绕组电机方案一般为双Y移相一定的角度。这类方案想要解决的问题是抵消绕组在电机中产生的特定次谐波，从而消除电机的转矩脉动，但其仍然存在一个主要问题是当两套绕组同时工作时，控制需要进行磁路解耦来消除两套绕组之间的相互干扰，因此不能采用独立的控制器分别同时控制两套绕组。
[0004]因此，希望有一种改进的适用于电动车辆的永磁电机。

技术实现思路

[0005]提供本
技术实现思路
以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步的描述一些概念。本
技术实现思路
并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了一种永磁电机，其中所述永磁电机的定子具有两套三相绕组，两套绕组在所述永磁电机的定子圆周空间上交错分布，并且所述两套绕组可分别由两个三相逆变器在无需解耦的情况下独立控制。
[0007]根据本专利技术的一个进一步实施例，所述两套绕组为短距绕组。
[0008]根据本专利技术的一个进一步实施例，所述两套绕组的节距为满足短距绕组下的最大节距。
[0009]根据本专利技术的一个进一步实施例，所述两套绕组采用在每一个定子槽内具有上下两层的双层结构。
[0010]根据本专利技术的一个进一步实施例，所述两套绕组中的任一套绕组的任一极相的线圈连接方式为所在槽的下层线圈边连接到间隔绕组节距的槽的上层线圈边。
[0011]根据本专利技术的一个进一步实施例，所述永磁电机的每极每相槽数为2，每两个线圈组成一个线圈组。
[0012]根据本专利技术的一个进一步实施例，所述双层结构的每一层的任意两个相邻的线圈组具有相反的电流方向。
[0013]根据本专利技术的一个进一步实施例，所述两套三相绕组具有相同的绕组个数和连接方式。
[0014]根据本专利技术的一个进一步实施例，所述两套三相绕组在所述永磁电机的定子圆周空间上均匀地交错分布。
[0015]根据本专利技术的又一方面，提供了一种电动车辆，其中所述电动车辆的驱动系统包括：
[0016]如本专利技术所提供的具有两套三相绕组的永磁电机，以及
[0017]两个三相逆变器，所述两个三相逆变器被配置成在无需解耦的情况下独立控制所述永磁电机中的两套绕组。
[0018]与现有技术相比，本专利技术提出的双绕组电机至少具有以下优点：
[0019]1、本专利技术的双绕组永磁电机具有两套三相绕组，每套绕组承受的电流和功率只有传统一套三相绕组电机的一半，可以避免大功率器件的使用。尽管功率器件数量增加了一倍，但是总成本仍然可以降低。
[0020]2、本专利技术提出的双绕组永磁电机的定子具有两套独立的绕组，每套绕组可以单独工作，一套绕组单独工作时可以产生一半的输出功率和扭矩。当一套绕组出现故障时，另一套绕组可以继续工作，维持车辆运行，从而具有故障冗余功能。
[0021]3、本专利技术提出的双绕组方案两套绕组干扰小，控制无需解耦，可以采用两个独立的三相逆变器进行控制。
[0022]通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的各方面形成限制。
附图说明
[0023]为了能详细地理解本专利技术的上述特征所用的方式，可以参照各实施例来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而应该注意，附图仅示出了本专利技术的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以允许有其它等同有效的方面。
[0024]图1是示出根据本专利技术的一个实施例的可用于车辆驱动的永磁电机结构及绕组分布的示意图。
[0025]图2是示出图1中的永磁电机的第一套绕组的布置示意图。
[0026]图3是示出图1中的永磁电机的第一套绕组的连接示意图。
[0027]图4是示出图1中的永磁电机的第二套绕组的布置示意图。
[0028]图5是示出图1中的永磁电机的第二套绕组的连接示意图。
[0029]图6是示出图1中的永磁电机的具有三相的第一套绕组的布置示意图。
[0030]图7是示出根据本专利技术的一个实施例的双绕组电机与控制逆变器的连接的示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图详细描述本专利技术，本专利技术的特点将在以下的具体描述中得到进一步的显现。
[0032]作为一个非限制性示例，以下将以一台8极48槽永磁同步电机为例来说明本专利技术
双绕组电机的原理。本领域技术人员应该理解，本专利技术并不限于特定磁极数和槽数，其它磁极数和槽数的永磁电机也同样适用于以下要描述的本专利技术的专利技术构思和结构。
[0033]图1是示出根据本专利技术的一个实施例的可用于车辆驱动的永磁电机结构及绕组分布的示意图。在图1所示出的电机结构和绕组布置中，编号I为定子铁心，II为转子铁心，III为永磁体。数字1－48为定子48个槽的编号。作为一个示例，如图1中所示，本专利技术的电机采用双层分布式绕组结构，1－48槽内绕组分上下两层。其中
“×”
和“·”表示槽内绕组电流正方向，
“×”
表示图面法向流入，“·”表示图面法向流出。电机共有48个线圈，每极每相槽数为2，每两个线圈组成一个一相线圈组，6个线圈组成一个三相极相组。
[0034]为了清楚起见，用各线圈的下层边对应的槽号来表示该线圈。U、V、W三相各有16个线圈，8个线圈组，其中U相的8个线圈组为1－2、7－8、13－14、19－20、25－26、31－32、37－38、43－44；V相的8个线圈组为5－6、11－12、17－18、23－24、29－30、35－36、41－42、47－48；W相的8个线圈组为3－4、9－10、15－16、21－22、27－28、33－34、39－40、45－46。以上带下划线与未带下划线表示正方向相反。
[0035]为了提供故障安全冗余功能，并且解决单一大功率器件的成本问题，本专利技术的永磁电机采用了双绕组设计。更具体地，本专利技术将上述分布在定子铁心内的线圈组分成两部分，即形成两套绕组。为更清楚地表达绕组的布置和连接方式，以下的图2－5以U相为例来说明。
[0036]线圈组的第一部分即第一套绕组如图2和图3所示，其中图2为第一套绕组的布置图，图3为第一套绕组的连线图。作为本专利技术的一个实施例，各线圈之间存在节距，专利技术人认识到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁电机，其特征在于：所述永磁电机的定子具有两套三相绕组，两套绕组在所述永磁电机的定子圆周空间上交错分布，并且所述两套绕组可分别由两个三相逆变器在无需解耦的情况下独立控制。2.如权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述两套绕组为短距绕组。3.如权利要求2所述的永磁电机，其特征在于，所述两套绕组的节距为满足短距绕组下的最大节距。4.如权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述两套绕组采用在每一个定子槽内具有上下两层的双层结构。5.如权利要求4所述的永磁电机，其特征在于，所述两套绕组中的任一套绕组的任一极相的线圈连接方式为所在槽的下层线圈边连接到间隔绕组节距的槽的上层线圈边。6.如权利要求4所述的永...

【专利技术属性】
技术研发人员：成双银，汪伟，王坤俊，凌岳伦，罗骁，
申请(专利权)人：中车时代电动汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：