[發明專利]電動車用五相永磁同步直流無刷電機

無效

• 申請號: 201110280281.7
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN102324825A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 梁耀
• 申請（專利權）人: 名泰機械制造有限公司
• 主分類號: H02K29/00
• 分類號: H02K29/00;H02K29/06;H02K1/27
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標代理事務所 11325
• 代理人: 張岱

技術領域

本發明涉及一種永磁直流無刷電機，特別涉及電動車用五相永磁同步直流無刷電機。

背景技術

隨著市場經濟和行業技術的發展，消費者對產品的認識和要求也在不斷提高。各地電機生產廠家在不斷嘗試著用各種方法提高電機效率和轉矩，意在向市場提供性能更加穩定，更貼合消費者需求的電機。目前較為常見的解決辦法有：增加磁鋼磁通量，改變錠子厚度或改變錠子和輪轂直徑等等。這些方法在一定程度上能夠解決一些問題。但受到制約的因素也比較多，如：磁鋼充磁的控制，錠子厚度的增加使電機啟動時轉動慣量的絕對值很大，電機啟動電流較大，電機抖動幅度大，位置傳感器和控制器的質量較大；增加錠子和輪轂直徑又會使得生產成本大幅度提高。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種轉速高、扭矩大、性能穩定且成本相對較低的電動車用五相永磁同步直流無刷電機。

為達到上述目的，本發明電動車用五相永磁同步直流無刷電機，包括：具有五相星形連接繞組的定子和相對于所述定子旋轉的永磁體轉子，流經所述繞組的電流在所述永磁體轉子旋轉到對應位置時換向。

進一步地，本發明所述的電動車用五相永磁同步直流無刷電機，還包括：用于感知所述永磁體轉子相對于定子位置的傳感器，以及根據傳感器的輸出來轉換定子繞組中的電流以使永磁體轉子相對于定子轉動的控制器。

進一步地，所述傳感器為五個，分別對應于所述的五相星形連接的繞組設置。

特別地，所述傳感器為霍爾傳感器或光學傳感器。

特別地，所述控制器的輸出信號經逆變電路后轉換為正弦波電壓信號；隨之，電機的氣隙磁通波形為正弦波，流經所述繞組的電流波形為正弦波。

特別地，所述繞組為短矩繞組。

進一步地，相線輸出為5根。

進一步地，所述的永磁體轉子由2～100片磁鋼構成。

進一步地，所述定子周向設置有5～100個槽。

本發明的有益效果是：

1、本發明所述電動車用五相永磁同步直流無刷電機，工作時始終都能夠保證至少有四相繞組在同時工作，普通三項電機進入飽和狀態時轉速會明顯變低，而且扭矩也較小，而本發明所述電機在進入飽和狀態時轉速沒有明顯下降，扭矩也會比普通三項電機大20％左右，所以繞組利用率得到提高，電機效率進一步提高；

2、傳統的三相電機在額定轉矩時，轉子在不同位置上轉矩的變化量很大，尤其在低轉速時更容易產生轉矩脈動，電動自行車用電機本身就屬于低轉速電機。本發明所述的電機正是采用了五相繞組，多對磁場來解決轉矩脈動問題；擁有更寬的調速范圍，可以不經減速直接啟動負荷，反應速度快，機電時間常數小，約為十幾秒到幾十毫秒，電機定位扭矩大，脈動小，啟動平滑，能在堵轉和低速下運行，堵轉情況下能夠產生足夠大的轉矩而不損壞電機和控制器，很好的解決了電機定位扭矩大，脈動大這一常規理論矛盾點，在很低的轉速下也能平穩運行，轉速為每分鐘幾轉至十幾轉轉速波動僅占總轉速的5％左右。

3、傳統的三相電機多為單相工作，故電機易飽和，而本發明所述五相電機為雙繞組并聯工作，故大大地延伸了電機的飽和深度，整個作業平臺比一般交流電機工作平臺拓寬20％，使得電機功率密度大大提高。

附圖說明

圖1是本發明的具體實施例的五相繞組連接結構示意圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明做進一步的描述。

如圖1所示，本發明所述的電動車用五相永磁同步直流無刷電機，包括：具有五相星形連接繞組1的定子和相對于所述定子旋轉的永磁體轉子，流經所述繞組的電流在所述永磁體轉子旋轉到對應位置時換向。

上述結構的電動車用五相永磁同步直流無刷電機，由于在工作時相間不斷切換，所以至少能得到四相繞組同時工作。工作過程為：每次為四相繞組同時工作，上橋二相，下橋二相，根據對應位置的傳感器譯碼得出上、下橋導通真值表。相比三相電機的工作過程為每次兩相工作及上、下橋各一相導通，本發明所述電機功率儲備以及進入飽和區的情況有較大幅度的提高，電機進入飽和狀態時轉速不會明顯下降，扭矩也會比普通三相電機大20％左右，所以繞組利用率得到提高，電機效率進一步提高。