一种直流无刷电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电动车技术领域，特别是涉及一种直流无刷电机。
【背景技术】
[0002]现有直流无刷电机常用三相六拍60° PWM控制:PWM频率来控制三相桥的开关频率，占空比来控制流经电机绕组的有效电流来控制电机转速。现在，随着控制技术中神经元控制技术、无霍尔中的反电动势取样控制技术、模糊控制技术等技术成熟与应用，硬件控制芯片如16位、32位芯片大量采用，计算速度越来越快，矢量SVPWM及其控制技术也日趋成熟。但现有电机调速范围还是比较窄，采用弱磁控制方式对电机伤害较大，并对永磁体产生不可修复损伤造成永磁体退磁，严重影响到电机使用寿命，现有电机无法满足不同路况下及使用需求。
[0003]现有PWM或SVPWM控制设计直流无刷电动机，由于车辆使用状况的特殊性，车辆在起步于爬坡时需要大扭矩，在高速运行时需要高转速。现有控制器在电机绕制成型后，想要实现高速，就只能通过弱磁控制来提高转速，维持弱磁就需要更大电流。电流一大，容易造成电机电机发热严重。时间一长，电机永磁体退磁严重，直接影响到电机使用寿命。常规方式，同一电机很难满足扭矩与速度这一客观存在的使用需求。
【发明内容】
[0004]本实用新型目的在于提供一种调速范围更宽的直流无刷电机。
[0005]本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案:
[0006]一种直流无刷电机，包括永磁体和绕组，其特征在于:所述电机具有对称分布的6组绕组，所述绕组之间互差30°电气角。
[0007]其进一步特征在于:所述直流无刷电机采用12路矩阵PWM控制芯片驱动。
[0008]进一步的:所述6组绕组在12路矩阵PWM控制芯片的控制下以星形“Y”方式或三角形“Λ”方式连接。
[0009]所述6组绕组以星形“Y”方式连接时二相绕组馈电一相绕组流出或一相绕组馈电二相绕组流出。
[0010]所述6组绕组以三角形“Λ”方式连接时三相绕组同时馈电。
[0011]本实用新型直流无刷电机具有6组绕组，采用12路PWM矩阵驱动，电机启动与爬坡采用星形“Y”型方式，高速运行采用三角形“Λ”方式。从而使得电机调速范围更加宽，同时延长了电机的使用寿命。
【附图说明】
[0012]图1为本发明电机6相绕组示意图。
[0013]图2为本发明Y型绕组接线方式示意图。(为便于理解将6相简化为三相示意)。
[0014]图3、4为本发明Y型绕组电流工作方式(两绕组流进电流一绕组流出出或一绕组流进电流二绕组电流出)为便于理解将6相简化为三相示意。
[0015]图5为本发明Λ型运行接线示意图。(为便于理解将6相简化为三相示意)。
[0016]图6、7为本发明Λ型绕组通电方式示意图。(为便于理解将6相简化为三相示意)。
[0017]图8为本发明Y型绕组通电切换工作模式。(为便于理解将6相简化为三相示意)。
[0018]图9为本发明Λ型绕组通电切换工作模式。(为便于理解将6相简化为三相示意)。
【具体实施方式】
[0019]一种直流无刷电机，包括永磁体和绕组，所述电机具有对称分布的6组绕组，所述绕组之间互差30°电气角。所述直流无刷电机采用12路矩阵PWM控制芯片驱动。所述6组绕组在12路矩阵PWM控制芯片的控制下以星形“Y”方式或三角形“Λ”方式连接。
[0020]按照电机功率公式Ρ=Μ*η/9.55，当电机绕制完成后，P就成为一个定值，转矩M t，则η丨。同一电机要实现不同速度，只能采用弱磁调速。如图1所示，6相绕组分开独立。图2是电动机电机Y型运行接线时示意图，现有三相电机，完全可以按照上述方式建模，可以按照图3、4方式二相馈电一相流出或一相馈电二相流出，这样，就保证了三相绕组均能全部工作，实现启动、爬坡时电流输入小、输出扭矩大的目的。等效电流Iy等于相电流IΡΥ。但相电动势Epy= V 3ΕΡΥ，因而他具有输出扭矩大的目的。同理分析，我们可以得到:由图3、4可以看出，Y接法运行扭矩是Λ的1.5倍，由图6、7可以看出，Λ接法运行速度是Y的1.73倍。
[0021]图3、4中，等效电阻RY=2RPY;等效电流I Y=IPY。
[0022]图6、7中，等效电阻Ra =2/3RpA ;等效电流I Λ =3/2ΙΡΔ。
[0023]依据计算，可以轻松推出
[0024]电流密度关系:3/2Jad2A =JYd2Y
[0025]特别注意的是，采用Λ方式时，需要注意电流环流。为此，该电机另一显著特点为:闭合回路中合成的反电动势为零。这需要三相绕组完全对称，避免反电动势3次和3次倍数的谐波在闭合三相绕组中形成环流。采取改善气隙磁通密度分布正弦波程度，使反电动势3次和3次倍数的谐波含量降低。为电机的机械化绕线提供了坚实理论基础。
[0026]图8很形象的说明了电流由线圈I — 2，3 — 4流入；然后由2、4、6连接点一5流出的工作过程。图9说明了电流由I — 2，3 — 4流入；同时由6 —5流向流出过程。充分说明在Y状态或是Λ状态下，MOS有效开关顺序与电流流向是一致的，完全不影响电流流向。
[0027]故此证明:六相12拍30°设计方案正确，可以充分实现；图6、图7则证明12路PWM矩阵驱动是正确的。
【主权项】
1.一种直流无刷电机，包括永磁体和绕组，其特征在于:所述电机具有对称分布的6组绕组，所述绕组之间互差30°电气角。
2.根据权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于:所述直流无刷电机采用12路矩阵PWM控制芯片驱动。
3.根据权利要求1或2所述的直流无刷电机，其特征在于:所述6组绕组在12路矩阵PWM控制芯片的控制下以星形“Y”方式或三角形“Λ”方式连接。
4.根据权利要求3所述的直流无刷电机，其特征在于:所述6组绕组以星形“Y”方式连接时二相绕组馈电一相绕组流出或一相绕组馈电二相绕组流出。
5.根据权利要求3所述的直流无刷电机，其特征在于:所述6组绕组以三角形“Λ”方式连接时三相绕组同时馈电。
【专利摘要】本实用新型公布了一种直流无刷电机，包括永磁体和绕组，其特征在于：所述电机具有对称分布的6组绕组，所述绕组之间互差30°电气角。所述直流无刷电机采用12路矩阵PWM控制芯片驱动。所述6组绕组在12路矩阵PWM控制芯片的控制下以星形“Y”方式或三角形“△”方式连接。本实用新型直流无刷电机具有6组绕组，采用12路PWM矩阵驱动，电机启动与爬坡采用星形“Y”型方式，高速运行采用三角形“△”方式。从而使得电机调速范围更加宽，同时延长了电机的使用寿命。
【IPC分类】H02K29-00, H02K3-28, H02P6-08
【公开号】CN204517620
【申请号】CN201520157388
【发明人】刘恩
【申请人】浙江雅迪机车有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年3月19日