一种七相绕组永磁同步无刷直流电机及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及永磁同步电机技术，具体是一种七相绕组永磁同步无刷直流电机。
【背景技术】
[0002]传统的三相绕组永磁同步无刷直流电机的工作原理为三相绕组两相工作制，三相绕组中有一相绕组始终处于电流换向等待中，由于三相绕组永磁同步无刷直流电机的绕组、定子、永磁体以及电流换向、控制装置的材料利用率只有66.7%，故存在以下劣势:1.由于电机以及电流换向、控制装置的材料利用率较低，导致珍贵的矿产资源浪费较大；2电机的功率密度较小；3.电机的起动转矩较低；4.电机的工作效率较低；5.电机缺相后无法正常工作；6.电机的体积和重量较大；7.电机的性价比较低；8.电机的工作噪音较大；9.电机的工作稳定性较差。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种七相绕组永磁同步无刷直流电机和绕组电流换向控制方法，绕组相数为七的倍数，并采用六相工作制，相对于传统的三相绕组电机本发明在绕组、定子、永磁体以及电流换向、控制单元的材料利用率上有大幅的提升，将传统的三相绕组永磁同步电机的电枢、定子、永磁体以及电流换向、控制单元的材料利用率从66.7%大幅提升为85.7%，提升率为28.5%。
[0004]为实现上述目的采用以下技术方案:
一种七相绕组永磁同步无刷直流电机，包括:一个定子和一个贴有永磁体的转子，定子固定在外壳基座上的电机为内转子永磁同步无刷直流电机，定子固定在轴上的电机为外转子同步无刷直流永磁电机，其特征在于:所述的定子采用7槽或7的倍数槽，并采用七相绕组的绕制，在定子齿的外缘可以设置有转子永磁体位置传感器，所述的七相绕组和转子永磁体位置传感器均与绕组电流换向、控制装置进行电路连接。
[0005]所述的定子为7个线槽和7个定子齿，所述的转子上贴有6个磁永磁体极与之对应。
[0006]所述的定子为56个线槽和56各定子齿,所述的转子上采用52个永磁体磁极与之对应。
[0007]发明所带来的优势为:
1.电机绕组工作相数的增加使得电磁材料、电流控制装置的利用率较高，如:采用定子为7个线槽6个永磁体磁极将传统的三相绕组电机的绕组、定子、永磁体以及电流换向、控制装置的材料利用率从66.7%大幅提升为85.7%，提升率为28.5%，大幅度的节约了各种珍贵的矿产资源；
2.电机的功率密度大幅提升；
3.电机的起动转矩大幅提升；
4.电机的工作效率较高，节能效果显著； 5.电机绕组即使缺少一至二相后也可以接近正常的工况进行工作；
6.电机的体积和重量大幅减小；
7.电机的性价比大幅提升；
8.电机的工作噪音较低；
9.电机的工作稳定性大幅提升。
[0008]
【附图说明】
图1-14为7个线槽6个永磁体磁极电机的换向时序图；
图15-28为56个线槽52个永磁体磁极电机的换向时序图。
【具体实施方式】
[0009]图1-14所示为本发明的7个线槽6个永磁体磁极七相永磁同步无刷电机的换向时序为:永磁体的位置信号电平(对应的磁位置传感器为A、B、C、D、E、F、G)依次为:0100101,0101101,0101001,0101011,0101010，1101010，1001010，1011010，1010010，1010110,1010100,1010101,0010101,0110101,共 14 个节拍；其七个绕组(A、B、C、D、E、F、
G)的输入电流方向依次为:正负正负正负无，无负正负正负正，负无正负正负正，负正无负正负正，负正负无正负正，负正负正无负正，负正负正负无正，负正负正负正无，无正负正负正负，正无负正负正负，正负无正负正负，正负正无负正负，正负正负无正负，正负正负正无负，共14个换向顺序。
[0010]图15-28所示为本发明的56个线槽52个永磁体磁极七相永磁同步无刷电机的换向时序为:永磁体的位置信号电平(对应的磁位置传感器为A、B、C、D、E、F、G)依次为:0111111，0011111，0001111，0000111，0000011，0000001，0000000，1000000，1100000，1110000，1111000，1111100，1111110，1111111，共 14 个节拍；其七个绕组(A、B、C、D、E、F、G)的输入电流方向依次为:负正负正无负正，负正负正负无正，负正负正负正无，无正负正负正负，正无负正负正负，正负无正负正负，正负正无负正负，正负正负无正负，正负正负正无负，正负正负正负无，无负正负正负正，正无正负正负正，正负无负正负正，负正负无正负正，共14个换向顺序。
[0011]本发明通过七相绕组六相工作制，将电机的绕组、定子、永磁体以及电流换向、控制装置的材料利用率大幅提升，因此本发明所带来的优势为:
1.由于七相电机以及电流换向、控制装置的材料利用率较高，将传统的三相绕组永磁同步直流电机的绕组、定子、永磁体、电流换向、控制装置的材料利用率从66.7%大幅提升为85.7%，提升率为28.5%，大幅度的节约了各种珍贵的矿产资源；
2.电机的功率密度大幅提升；
3.电机的起动转矩大幅提升；
4.电机的工作效率较高，节能效果显著；
5.电机绕组即使缺少一至两相后也可以接近正常的工况进行工作；
6.电机的体积和重量大幅减小；
7.电机的性价比大幅提升；
8.电机的工作噪音较低；
9.电机的工作稳定性大幅提升。
【主权项】
1.一种七相绕组永磁同步无刷直流电机，包括一个定子和一个贴有永磁体的转子，其特征在于:所述的定子采用7槽或7的倍数槽，并采用七相绕组的绕制，可以在定子齿极的外缘设置有转子位置传感器，所述的七相绕组和转子位置传感器均与绕组的电流换向、控制装置电连接。2.如权利要求1所述的一种七相绕组永磁同步无刷直流电机，其特征在于:所述的定子为7个线槽和7个定子齿，所述的转子上采用6个永磁体磁极。3.如权利要求1所述的一种七相绕组永磁同步无刷直流电机，其特征在于:所述的定子为56个线槽和56个定子齿，所述的转子上采用52个永磁体磁极与之对应。4.如权利要求2所述的一种七相绕组永磁同步无刷直流电机的电流控制方法:绕组电流换向、控制装置接受转子永磁体位置传感器的位置信号电平依次为:0111111，0011111，0.001111，0000111，0000011，0000001，0000000，1000000，1100000，1110000，1111000，111110.0，1111110，1111111，共14个节拍；绕组电流换向、控制装置给予七个电枢的输入电流方向依次为:负正负正无负正，负正负正负无正，负正负正负正无，无正负正负正负，正无负正负正负，正负无正负正负，正负正无负正负，正负正负无正负，正负正负正无负，正负正负正负无，无负正负正负正，正无正负正负正，正负无负正负正，负正负无正负正，共14个换向顺序。5.如权利要求3所述的一种七相绕组永磁同步无刷直流电机的控制方法:绕组电流换向、控制装置接受转子位置传感器的位置信号电平依次为:0111111, 0011111, 0001111, 000.0111，0000011，0000001，0000000，1000000，1100000，1110000，1111000，1111100，1111110，.1111111，共14个节拍；绕组电流换向、控制装置给予七个绕组的输入电流方向依次为:负正负正无负正，负正负正负无正，负正负正负正无，无正负正负正负，正无负正负正负，正负无正负正负，正负正无负正负，正负正负无正负，正负正负正无负，正负正负正负无，无负正负正负正，正无正负正负正，正负无负正负正，负正负无正负正，共14个换向顺序。
【专利摘要】本发明涉及一种七相绕组永磁同步无刷直流电机及绕组电流换向控制方法，绕组相数为七的倍数，并采用六相工作制，相对于传统的三相绕组电机本发明在绕组、定子、永磁体以及电流换向、控制单元的材料利用率上有大幅的提升，将传统的三相绕组永磁同步电机的电枢、定子、永磁体以及电流换向、控制单元的材料利用率从66.7%大幅提升为85.7%，提升率为28.5%。
【IPC分类】H02P6/08, H02K29/03
【公开号】CN105322748
【申请号】CN201410379297
【发明人】章昭晖
【申请人】章昭晖
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年8月5日