[實用新型]一種永磁電機繞組切換電路

有效

• 申請號: 201520182086.4
• 申請日: 2015-03-27
• 公開（公告）號: CN204559457U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 成雙銀;趙衛國;李量;周志康;蔡亞輝
• 申請（專利權）人: 無錫新大力電機有限公司
• 主分類號: H02P25/18
• 分類號: H02P25/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鄧猛烈;胡彬

技術領域

本實用新型涉及永磁電機電子電路技術領域，尤其涉及一種永磁電機繞組切換電路。

背景技術

永磁電機相比現有其他的電機種類具有最高的效率和功率密度(轉矩密度)，故永磁電機系統已成為我國電動汽車驅動系統的戰略發展方向。然而，由于永磁電機轉子磁場恒定不可調，受變頻器電壓限制，永磁電機的恒功率調速范圍窄，很難適應電動汽車高速恒功率運行的要求。

現有的電動汽車永磁電機驅動系統一般采用弱磁和電壓抬升的方法實現電機的恒功率運行。但是，弱磁使得永磁體失磁的風險大大增加，電機的恒功率范圍受到限制；電壓抬升的方法采用Boost變換器將變頻器直流母線電壓抬高，從而適應隨電機轉速升高的反電勢，但這種方法大大增加了系統的成本，降低了系統的效率。

實用新型內容

針對上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種永磁電機繞組切換電路，將該電路應用于電動汽車的永磁電機系統中，將永磁電機每相繞組的多個支路繞組單元進行組合連接，實現了永磁電機寬范圍的調速要求，滿足電動汽車不同運行工況的需要。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種永磁電機繞組切換電路，所述永磁電機每相繞組包括N個繞組單元，N為大于等于2的正整數，所述永磁電機繞組切換電路包括：永磁電機每相繞組的N個繞組單元之間設置的N-1組切換電路，每組切換電路包括三個開關電路，其中，第N-1組切換電路中，第一開關電路設置于第一繞組單元首端與第N繞組單元首端之間，第二開關電路設置于第N-1繞組單元尾端與第N繞組單元首端之間，第三開關電路設置于第一繞組單元尾端與第N繞組單元尾端之間。

特別地，所述開關電路由二個Mosfet開關反向串聯組成。

特別地，所述Mosfet開關器件采用GaN?Mosfet開關。

特別地，所述Mosfet開關器件采用SiC?Mosfet開關。

本實用新型提出的永磁電機繞組切換電路應用于電動汽車的永磁電機系統中，通過在永磁電機每相繞組的繞組單元之間設置開關電路，將永磁電機每相繞組的多個支路繞組單元進行組合連接，相當于為電動汽車增加了一套有級的變速裝置，在不增加永磁電機大小和重量的情況下，提高了永磁電機的轉速范圍，大大拓寬了電動汽車的高速范圍。同時，電機的永磁體不會有因為弱磁而產生的失磁風險。并且，本電路具有結構簡單、效率高、性能好的特點。

附圖說明

圖1為本實用新型永磁電機繞組切換電路應用于每相繞組具有N個繞組單元的電動汽車永磁電機的A相的電路結構圖；

圖2為永磁電機兩個繞組單元由串聯改為并聯時的轉速轉矩特性曲線；

圖3為GaN、SiC?mosfet和Si?mosfet器件的性能對比圖；

圖4為本實用新型實施例一提供的永磁電機的展開示意圖；

圖5為本實用新型實施例一提供的永磁電機驅動原理圖；

圖6為本實用新型實施例一提供的永磁電機繞組切換電路應用于永磁電機A相的電路原理框圖；

圖7為本實用新型實施例一提供的永磁電機繞組切換電路應用于永磁電機A相時，A相繞組的二個繞組單元串聯時的電流流向圖；

圖8為本實用新型實施例一提供的永磁電機繞組切換電路應用于永磁電機A相時，A相繞組的二個繞組單元并聯時的電流流向圖；

圖9為本實用新型實施例一提供的永磁電機繞組切換電路應用于永磁電機時，每相繞組的二個繞組單元串聯時的電流流向圖；

圖10為本實用新型實施例一提供的永磁電機繞組切換電路應用于永磁電機時，每相繞組的二個繞組單元并聯時的電流流向圖；

圖11為本實用新型采用Mosfet開關的永磁電機繞組切換電路應用于每相繞組具有N個繞組單元的電動汽車永磁電機的A相的電路結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關的部分而非全部內容，除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。