用於電動車的五相直流無刷電機的製作方法
2023-06-20 22:40:01 2
專利名稱：用於電動車的五相直流無刷電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種直流無刷電^L，特別涉及用於電動車的五相直流無刷 電機。
背景技術：
目前隨著市場經濟的發展，消費者對產品的認知能力和要求越來越高，由 於市場的要求高，故此各地電機生產廠家在不斷推陳出新的同時也嘗試著用各 種方法提高電機效率和轉矩。如採用增加磁鋼磁通量，改變錠子厚度，改變錠 子和輪轂直徑等。當然以上各種方法也能解決某方面的問題。但受到制約的因 素也比較多，磁鋼充磁的控制，錠子厚度的增加從而使重量增加在起動時轉動 慣量的絕對值很大，起動電流較大，位置傳感器和KZQ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。
實用新型內容
為了克服上述缺陷，本實用新型的目的在於提供一種高轉速、大扭矩、繞 組利用率較高並且成本相對較低的用於電動車的五相直流無刷電機。
為了達到上述目的，本實用新型的用於電動車的五相直流無刷電機，包括 具有五相星形連接繞組的定子和相對於所述繞組旋轉的轉子組成，所述繞組在 響應轉子的旋轉位置換相。
特別是，還包括五個位置傳感器和與所述位置傳感器分別連接的控制器， 位置傳感器將轉子的旋轉位置變換成信號傳遞給控制器，所述控制器根據接受 到的信號控制所述定子各相繞組按預定次序導通，定子相電流隨轉子的旋轉位 置變化而按預定的次序換相。
其中，所述的各相繞組的導通次序與所述轉子轉動角度同步。進一步地，所述的轉子由42片磁鋼或48片》茲鋼組成。 進一步地，所述的定子周向設置有45個槽。
上述的結構，由於在工作時繞組相間不斷切換，所以至少能得到四相繞組 同時工作，普通三相電4幾進入飽和狀態時轉速會明顯變j氐，而JU旦矩也4交小， 而五相電機在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才幾大 20%左右，所以繞組利用率得到提高，電機效率進一步提高；由於該電機採用五 相繞組，故整個錠子均採用短距繞組，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 本身就屬於低轉速電機，五相電機正是採用了多相繞組，多對磁場來解決轉矩 脈動問題；可以不經減速直接起動負荷，反應速度快，機電時間常數小，約為 十幾到幾十毫秒，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，在很低的轉速下也能平穩運行，轉速為每分鐘幾轉至 十幾轉時轉速波動僅佔總轉速的5%左右，起動性能好；繞組換流避免了由於一 般電動自行車多用裡翻外電機，磁鋼旋轉部分，要保持電磁轉矩和磁鋼磁極互 成90度角的困擾。
圖1為本實用新型的具體實施例的五相繞組連接結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明。
如圖1所示，本實用新型的用於電動車的五相直流無刷電機，包括具有五 相星形連接繞組1的定子和相對於所述繞組旋轉的轉子組成，所述繞組在響應 轉子的旋轉位置換相。
上述結構的用於電動車的五相直流無刷電才幾，由於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，根據相對應的位置傳感器解碼得出上、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，其功率儲備 以及進入飽和區的情況有較大幅度的提高。普通三相電機進入飽和狀態時轉速 會明顯變低，而且扭矩也較小，而五相電機在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；其次由於該電機採用五相繞組，故整個4t子均採用短距繞組，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於低轉速電機，五相電機正是採 用了多相繞組，多對磁場來解決轉矩脈動問題；再則用於電動車的五相直流無 刷電才幾可以不經減速直4妻起動負荷，由於五相電才幾工作原理為每次為四相繞組 同時工作，及上、下橋各有兩組繞組同時工作，其定位扭矩比原三相電機單繞 組工作的定位扭矩要大近10N.M,故一般電動車可高速起動。反應速度快，機電 時間常數小，可以達到十幾到幾十毫秒，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，即使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時轉速波動僅佔總轉速的5%左右，起動性能 好；最後繞組換流避免由於一般電動自行車多用裡翻外電機，磁鋼旋轉部分， 要保持電磁轉矩和磁鋼磁極互成90度角的困擾。
作為本實用新型的具體實施例，還包括五個位置傳感器和與所述位置傳感 器分別連接的控制器，位置傳感器將轉子的旋轉位置變換成信號傳遞給控制器， 所述控制器根據接受到的信號控制所述定子各相繞組按預定次序導通，定子相 電流隨轉子的旋轉位置變化而按預定的次序換相。結構筒單、運行可靠、維護 方i"更、運行效率高。
其中，所述的各相繞組的導通次序與所述轉子轉動角度同步。
本實用新型的五相直流無刷電機，轉子由42片磁鋼或48片磁鋼組成，對 應定子周向設置有45個槽，從而組成42極對45槽或48極對45槽電機，有以 下優點1、電機是分數槽電機，從而起動扭矩大而脈動扭矩小及抖動小，平穩。 2、磁路均勻，每相九槽，磁場分布均勻，繞組安排合理，既可以提高生產率又可以^C高系統效率。
目前國內電動車行業普遍採用三相無刷直流電機，而五相電機在電路採點方 面的頻率要高於三相電機。五相電機工作過程為兩上、兩下繞組同時工作，電 機有效工作平臺寬，而三相電機的工作過程為單上、單下繞組工作，電機易飽
和；五相電機繞組採用並聯工作，在運行過程中，萬一有一相損壞，也不會影 響工作狀態，所以五相電機相比比三相電機有很大的優越性。
本實用新型不局限於上述實施方式，不論在其形狀或結構上做任何變化， 凡是利用上述的用於電動車的五相直流無刷電機都是本實用新型的一種變形， 均應認為落在本實用新型保護範圍之內。
權利要求1、一種用於電動車的五相直流無刷電機，其特徵在於，包括具有五相星形連接繞組的定子和相對於所述繞組旋轉的轉子組成，所述繞組在響應轉子的旋轉位置換相。
2、 如權利要求1所述的用於電動車的五相直流無刷電機，其特徵在於，還 包括五個位置傳感器和與所述位置傳感器分別連接的控制器，位置傳感器將轉 子的旋轉位置變換成信號傳遞給控制器，所述控制器根據接受到的信號控制所 述定子各相繞組按預定次序導通，定子相電流隨轉子的旋轉位置變化而按預定 的次序換相。
3、 如權利要求2所述的用於電動車的五相直流無刷電機，其特徵在於，所 述的各相繞組的導通次序與所述轉子轉動角度同步。
4、 如權利要求3所述的用於電動車的五相直流無刷電機，其特徵在於，所 述的轉子由42片》茲鋼或48片》茲鋼組成。
5、 如權利要求4所述的用於電動車的五相直流無刷電機，其特徵在於，所 述的定子周向設置有45個槽。
專利摘要本實用新型公開了一種用於電動車的五相直流無刷電機，為解決現有技術中電機效率低、扭矩小、成本高等問題而發明。本實用新型的用於電動車的五相直流無刷電機包括具有五相星形連接繞組的定子和相對於所述繞組旋轉的轉子組成，所述繞組在響應轉子的旋轉位置換相。上述的結構，由於五相繞組不斷切換，所以至少四相繞組同時工作，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；轉矩脈動小；不經減速直接起動負荷，反應速度快，能在堵轉和低速下產生足夠大轉矩平穩運行且不損壞電機和控制器，起動性能好；繞組換流避免了保持電磁轉矩和磁鋼磁極互成90度角的困擾。
文檔編號H02K3/28GK201422069SQ200920148120
公開日2010年3月10日 申請日期2009年4月9日 優先權日2009年4月9日
發明者耀 梁 申請人:名泰機械製造有限公司