[實用新型]一種電動汽車用三相異步電動機冗余繞組結構

有效

• 申請號: 201320535225.8
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN203522474U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 郭小雷;杜鋮;楊琦;秦強
• 申請（專利權）人: 西安正麒電氣有限公司
• 主分類號: H02K17/12
• 分類號: H02K17/12;H02K3/04
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本實用新型屬于三相異步電動機連線技術領域，涉及一種三相異步電動機繞組設計，具體涉及一種電動汽車用三相異步電動機冗余繞組結構。?

背景技術

目前單繞組結構在電動汽車用三相異步電動機中的應用較為廣泛。單繞組結構電動機勵磁電流大、功率因數低；高次諧波大、運行效率低；當電機定子繞組中一相（或幾相），或者逆變器的一個（或幾個）橋臂出現故障，整車必須中途停車，系統的可靠性差。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種電動汽車用三相異步電動機冗余繞組結構，解決了現有電動汽車用的單繞組結構三相異步電動機功率因數低，運行效率低，系統可靠性差的問題。?

本實用新型所采用的技術方案是，一種電動汽車用三相異步電動機冗余繞組結構，包括兩套定子繞組，兩套定子繞組在空間錯開α電角度。?

本實用新型的特點還在于，?

其中的每套定子繞組在空間上對稱，每相繞組線規相同，相繞組間隔120°電角度。?

其中的，Z為電機的槽數定子槽數，p為極對數，N為對應兩套繞組相差的槽數。?

本實用新型的有益效果是，采用冗余繞組結構提高了電動汽車用三相異?步電動機的功率因數、運行效率和系統可靠性。?

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；?

圖2為單Y繞組結構電機電驅動系統示意圖；?

圖3為單Y繞組結構電機電驅動系統故障示意圖；?

圖4為本實用新型雙Y結構冗余繞組電機電驅動系統示意圖；?

圖5為本實用新型雙Y結構冗余繞組電機電驅動系統一套繞組故障示意圖。?

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。?

本實用新型電動汽車用三相異步電動機冗余繞組結構，如圖1所示，包括兩套定子繞組A₁B₁C₁和A₂B₂C₂，兩套繞組在空間錯開α電角度，每套三相繞組在空間上對稱，即每相繞組線規相同，相繞組間隔120°電角度。繞組通電后，A₁B₁C₁每相繞組相電流分別領先A₂B₂C₂對應的繞組相電流α時間電角度。其中，α的取值與電機定子槽數Z和極對數p相關。，式中N為對應兩套繞組相差的槽數。電機兩套繞組通電之前，先根據高次諧波抵消計算結果，角是第二套繞組每相通電時與第一套繞組每相對應電壓滯后的電角度；角是根據以下公式4、5、6推導出來的，假如α=20°，對于7次諧波，解得；假如α=15°，對于11次諧波，?解得。再通過控制器給第二套繞組通滯后第一套繞組?電角度的電壓。?

以下從原理方面對本實用新型進行說明：?

1、單Y繞組結構電機勵磁電流大，功率因數低。而雙Y繞組結構電機，由于U₁≈4.44f₁W₁k_w1φ_m，當W₁、k_w1和φ_m一定時，U₁∝φ_m。因此，外加U₁不變時，φ_m基本不變。第一套繞組A₁B₁C₁對第二套繞組A₂B₂C₂建立的磁勢有較強的助磁作用。因此在對應同樣磁場的情況下，勵磁電流I₂相對減小，總勵磁電流I小于單繞組連接的勵磁電流I′，使得電機的功率因數提高，增強了電動機帶負載的能力。?

2、單Y繞組結構電機高次諧波大，運行效率低。而雙Y繞組結構電機第一套繞組和第二套繞組的空間分布和電流時間相位不同，這種特殊結構可以減小高次諧波磁勢，從而減小高次諧波損失。下面以5次諧波磁勢為例進行分析：?

1）第二套繞組五次諧波合成磁勢?

各相脈振磁勢表達式：?

式中，F₂₅為第二套繞組五次諧波脈振磁勢的幅值。?

把第二套繞組各相的五次諧波脈振磁勢分解為兩個旋轉磁勢，再相加，整理得第二套繞組三相的五次諧波合成磁動勢表達式：?