变极定子绕组的绕线方法及其动力与电力转换装置制造方法
【专利摘要】一种变极定子绕组的绕线方法及其动力与电力转换装置，其通过多种极数、相数以及切换极数前后的每一槽的线圈所具有的电流特征决定多个分类条件，然后分别将符合每一分类条件的槽所具有的线圈相连接，以得到分别对应该多个分类条件的多个线圈组，最后将该多个线圈组以多个切换元件电性连接，以形成以可变化极数的一变极定子绕组。该变极定子绕组可应用于发电机或者是马达等电力转换装置。
【专利说明】变极定子绕组的绕线方法及其动力与电力转换装置
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种定子绕线技术，尤其是指一种变极定子绕组的绕线方法及其动力与电力转换装置。
【背景技术】
[0002]为了降低二氧化碳排放，减少石油依赖，电动车已成未来汽车的趋势。而电动车中马达是动力的核心，通过转动提供电动车所需的动力。
[0003]但在电动车中的应用中，随着路况的不同需要有不同的马达转速以对电动车提供适当的动力，因此马达如果可以根据路况需要改变转速，则可以提供电动车广域转速的动力，而增加电动车的竞争力。而改变马达转速，如果通过控制器的控制，通常对于马达输出的动力改变相当受限，不过如果定子磁场极数改变时，所输出的动力曲线却能有大幅度的不同，如永磁马达、感应马达等，和发电机皆是。因此改变马达极数成为控制马达转速的一个有效的方法。
[0004]但极数的切换首重成本，因此所需的功率切换元件的数量必须要有适当的控制，另外，也不能影响占槽率，以使输出功率下降，这些因素都为变极技术的关键。在现有技术之中，如美国专利US.Pat.N0.7，598，648号或US.Pat.N0.5，825，111号分别公开一种变极技术，其利用多个功率电子元件，加上串并联电路的设计，来对马达进行变极，进而改变马达的转速。
【发明内容】
[0005]本公开提供一种变极定子绕组的绕线方法，其对单层线圈绕组或多层线圈绕组的定子，根据极数对应、电流流向以及相数等关系，建立多种分类条件，将符合分类条件的定子槽所具有的线圈电性连接形成多个线圈组，然后再借着串联与并联电路的开关切换控制，能够改变定子的极數。
[0006]在一实施例中，本公开提供一种变极定子绕组的绕线方法，其包括有下列步骤:根据一定子具有的多个槽、一相数以及预计相互切换的多种极数，形成一定子绕组，每一槽上绕设有一线圈；根据该多种极数、该相数以及切换极数前后的每一槽的线圈所具有的电流特征决定多个分类条件；分别将符合每一分类条件的槽所具有的线圈相连接，以得到分别对应该多个分类条件的多个线圈组，每一线圈组对应有至少一种极数、该相数中的至少一相以及对应该至少一种极数所具有的电流特征；以及将该多个线圈组以多个切换元件电性连接，以形成以可变化极数的一变极定子绕组。
[0007]在另一实施例中，本公开提供一种动力与电力转换装置，包括:一定子，其具有的多个槽，每一槽上绕设有一线圈，该定子更具有多个线圈组，每一个线圈组由符合一分类条件的槽所具有的线圈相连接，每一线圈组对应有至少一种极数、该相数中的至少一相以及对应该至少一种极数所具有的电流特征；多个切换元件，其与该多个线圈组电性连接；一控制单元，其根据要切换的极数，控制该切换元件，以改变该定子的极数；以及一转子，其设至于该定子内，以于该定子内进行转动。
[0008]在另一实施例中，本公开提供一种动力与电力转换装置，其具有2N:6N极数的切换，其中N为自然数，该动力与电力转换装置包括:一定子，其具有的18N个槽，每一槽上绕设有一线圈，其中该定子的2N极U相的所有槽上的线圈串联以形成一第一线圈组、2N极V相的所有槽上的线圈串联以形成一第二线圈组、2N极W相的所有槽上的线圈串联以形成一第三线圈组、6N极U相的所有槽上的线圈串联以形成一第四线圈组，以及6N极W相的所有槽上的线圈串联以形成一第五线圈组；其中，该定子在2N极操作情况下，该第一线圈组、第二线圈组以及第三线圈组以一第一耦接方式相耦接；在6N极操作情况下，该第一线圈组、第二线圈组、第三线圈组相连接以形成一 6N极V相电路，该第四线圈组以及第五线圈组以一第二耦接方式相耦接。【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明实施例的变极定子绕组的绕线方法流程示意图。
[0010]图2为本发明实施例的定子绕组示意图。
[0011]图3A至图3F为图2中的定子绕组在不同极数下，U相以及W相电流关系示意图。
[0012]图4A至图4C为本发明图2实施例的定子绕组中，根据各分类条件，各相之中相串接的线圈示意图。
[0013]图5A与图5B为本发明实施例形成的独立相接的变极定子绕组的电路示意图。
[0014]图6为本发明实施例的变极定子绕组的绕线方法另一流程示意图。
[0015]图7为本发明实施例形成具有补偿线圈的变极定子绕组的电路示意图。
[0016]图8A与图8B为本发明线圈组Y接方式实施例示意图。
[0017]图8C与图8D为本发明线圈组Λ接方式实施例示意图。
[0018]图9为本发明的另一实施例定子线圈绕组实施例示意图。
[0019]图10为对应图9的线圈组耦接方式示意图。
[0020]图11为本发明的又一实施例定子线圈绕组实施例示意图。
[0021]图12为对应图11的线圈组耦接方式示意图。
[0022]图13为本发明实施例的对应图9的4极/12极切换另一实施例示意图。
[0023]图14为对应图13的线圈组耦接方式示意图。
[0024]图15为单相2极/6极变极的双层线圈定子绕组示意图。
[0025]图16为具有辅助线圈组的单相2极/6极变极的双层线圈定子绕组具有辅助线圈组示意图
[0026]图17为单相2极/6极变极的双层线圈定子绕组电路示意图。
[0027]图18为双相2极/6极变极的双层线圈定子绕组电路示意图。
[0028]【主要元件符号说明】
[0029]2-变极定子绕组的绕线方法
[0030]20~25_ 步骤
[0031]3-定子绕组
[0032]30-槽
[0033]31-线圈[0034]32，33-双层绕组
[0035]340U,340V,340W,341U,341V,341W
[0036]342U,342V,342W,343U,343V,343W
[0037]344U,344V,344W,345U, 345V, 345W
[0038]346U,346V,346W,348U,348V,348W,
[0039]347U, 349V-耦接线段
[0040]35a"35k-切换元件
[0041]360~368-线圈端
[0042]37-补偿线圈
[0043]38-转子
[0044]39-控制单元
[0045]4-定子线圈绕组
[0046]40-单层线圈绕组
[0047]410U~413U，410V~413V，410W~413W-内层槽
·[0048]414a"413L, 415a"415L, 416a"416L-外层槽
[0049]42a"42d-切换元件
[0050]43a"43p-切换元件
[0051]5-定子线圈绕组
[0052]50，51-双层线圈绕组
[0053]52a~52f_辅助线圈
[0054]53-电容
[0055]54，55_线圈组合
[0056]56-切换元件
[0057]57-补偿线圈
[0058]60~62_ 电源
【具体实施方式】
[0059]请参阅图1所示，该图为本发明实施例的变极定子绕组的绕线方法流程示意图。该变极定子绕组的绕线方法包括有下列步骤，首先以步骤20根据一定子具有的多个槽、一相数以及相互切换的多种极数，形成一定子绕组，每一槽上绕设有一线圈。
[0060]请参阅图2所示，该图为本发明实施例的定子绕组示意图。图中的编号代表槽数，本实施例具有27个槽30。每一槽30上绕设有一线圈31。在本实施例中，该定子绕组3为具有双层绕组32与33的定子绕组3，其中外层绕组32代表6极的绕组，内层绕组33代表18极的绕组。要说明的是，该定子绕组3的槽30的数量并不以图中所示的数量为限制?’另外，该定子绕组3也不以两层绕组为限制，也可以为单一绕组，其可以根据使用者的需求而定。此外，相数的部分，可以为单相或者是多相，在本实施例中，以3相，亦即包含U相、V相以及W相来进行说明。而相互切换的极数可以根据需求而定，一般而言，特定的槽数可以根据本发明的精神设计为特定极数的切换，以本实施例为例，槽数为27的定子结构，其可以被设计为6极与18极的切换。要说明的是，该定子绕组3可以为马达或者是发电机所使用的定子绕组；该马达可以为感应马达、磁组马达或者是永磁马达。本实施例的转子为鼠笼式转子，但不以此为限制，例如:绕线式转子也可以实施。再回到图1所示，决定的定子绕组的结构之后，接着进行步骤21，根据该多种极数、该相数以及切换极数前后的每一槽的线圈所具有的电流特征决定多个分类条件。其中，该电流特征，可以为电流方向或者是电流方向与大小其中之一，在本实施例中，该电流特征为电流的方向，另外要说明的是虽然本实施例中的分类电流特征为电流方向，但在线圈的电流是从无至有，或有至无的实施例中，也可以考虑电流大小。该多个分类条件包括有:
[0061]a.N极时为U相，M极时为U相，变极前后电流方向相同；
[0062]b.N极时为U相，M极时为U相，变极前后电流方向相反；
[0063]c.N极时为U相，M极时为V相，变极前后电流方向相同；
[0064]d.N极时为U相，M极时为V相，变极前后电流方向相反；
[0065]e.N极时为U相，M极时为W相，变极前后电流方向相同；
[0066]f.N极时为U相，M极时为W相，变极前后电流方向相反；
[0067]g.N极时为V相，M极时为U相，变极前后电流方向相同；
[0068]h.N极时为V相，M极时为U相，变极前后电流方向相反；
[0069]1.N极时为V相，M极时为V相，变极前后电流方向相同；
[0070]j.N极时为V相，M极时为V相,变极前后电流方向相反；
[0071]k.N极时为V相，M极时为W相，变极前后电流方向相同；
[0072]1.N极时为V相，M极时为W相，变极前后电流方向相反；
[0073]m.N极时为W相，M极时为U相，变极前后电流方向相同；
[0074]η.N极时为W相，M极时为U相,变极前后电流方向相反；
[0075]0.N极时为W相，M极时为V相，变极前后电流方向相同；
[0076]p.N极时为W相，M极时为V相，变极前后电流方向相反；
[0077]q.N极时为W相，M极时为W相，变极前后电流方向相同；
[0078]r.N极时为W相，M极时为W相，变极前后电流方向相反；
[0079]s.N极时不通电，M极时为U相；
[0080]t.N极时不通电，M极时为V相；
[0081]u.N极时不通电，M极时为W相；
[0082]V.N极时为U相，M极时不通电；
[0083]w.N极时为V相，M极时不通电；以及
[0084]X.N极时为W相，M极时不通电。
[0085]上述的分类条件总共有24种，每一种分别对应有极数、相以及关于电流的特征，该电流特征包括电流方向以及不同电的组合。在本实施例中，M极代表6极，而N极代表18极，相则包含有U相、V相以及W相。
[0086]决定了分类条件之后，则可以进行步骤22，根据该分类条件对分别将符合每一分类条件的槽所具有的线圈相连接，以得到分别对应该多个分类条件的多个线圈组，每一线圈组对应有至少一种极数、该相数中的至少一相以及对应该至少一种极数所具有的电流方向。实施步骤22时，首先以步骤220将满足每一分类条件的槽中，分别将两电流方向相反的槽所具有的线圈相连接以形成多组子线圈组。[0087]在步骤220中主要是根据上述a、的条件逐一比对，先找出满足每一条件的槽。以图3A至图3B来作说明，图3A至图3B为图2中的定子绕组在不同极数下，U相以及W相电流关系示意图，其中图3A显示出定子绕组3在U相时6极与18极的电流方向；以及图3B显示出定子绕组3在W相时6极与18极的电流方向。在图3A与图3B中，可以归纳找到满足分类条件e的槽，其中，U相18极定子分布和W相6极定子分布比较之后，可以得知W相6极的第I槽线圈，和U相18极的第I槽线圈电流方向相同，W相6极的第5槽线圈，和U相18极的第5槽线圈电流方向相同。同理，W相6极的第10槽线圈和U相的18极第10槽线圈电流方向相同，W相6极的第14槽线圈和U相18极的第14槽线圈电流方向相同。W相6极的第19槽线圈和U相的18极第19槽线圈电流方向相同，W相6极的第23槽线圈和U相18极的第23槽线圈电流方向相同。完成步骤220中所述的找到满足各个分类条件的槽后，接着再于各相中将两电流方向相反的槽所具有的线圈相连接以形成多组子线圈组。例如:以U相为例，第I槽线圈和第5槽线圈的电流流向相反，其中第I槽线圈为进入方向，而第5槽线圈电流为流出方向，因此两电流方向相反，因此将第I槽线圈和第5槽线圈串接，并且命名为第1-第5线圈，此线圈在6极和18极可以共用，但在6极时为W相，而在18极时为U相。同理，将第10槽线圈和第14槽线圈串接，并且命名为第10-第14线圈，以及将第19槽线圈和第23槽线圈串接，并且命名为第19-第23线圈，以上结果，在图3A、图3B里，使用耦接线段340U以及340W表示，各个耦接线段340U以及340W即为步骤220中的子线圈组。在6极和18极间互相作切换时，这三组子线圈组皆继续保持通路，且电流方向不变，但是相位改变。
[0088]接着再由图3A与图3B可以归纳满足分类条件η的槽，可以发现U相6极第3槽线圈与W相18极第3槽线圈流方向相反，也可以发现U相6极第7槽线圈与W相18极第7槽线圈电流方向相反。将第3和第7槽线圈串连，并且命名为第3-第7线圈，此线圈可以共用，遇到变极时，令以不同相位、相反方向电流。同理，U相6极第12槽线圈与W相18极第12槽线圈流方向相反，也可以发现U相6极第16槽线圈与W相18极第16槽线圈电流方向相反，将第12和第16槽线圈串连，并且命名为第12-第16线圈，当遇到变极时，令此一线圈通以不同相位、相反电流；同理，把第21和第25槽线圈串联，并且命名为第21-第25线圈。以上三组子线圈组，遇到变极时，令其电流相反、相位改变。以上结果，在图3Α、图3Β里，使用耦接线段341U以及341W表示。
[0089]请参阅图3C至图3D所示，该图为图2中的定子绕组在不同极数下，V相以及W相电流关系示意图，其中图3C显示出定子绕组3在V相时6极与18极的电流方向；以及图3D显示出定子绕组3在W相时6极与18极的电流方向。在图3C与图3D中，可以找到满足分类条件k的槽，可以归纳得知V相18极第2槽线圈和W相6极第2槽线圈电流方向相同，V相18极第6槽线圈和W相6极第6槽线圈电流方向也相同，因此将两槽线圈串联起来，并且命名为第2-第6线圈。此线圈可以共用，在6极时为W相，在18极时为V相。同理，V相18极第11槽线圈和W相6极第11槽线圈电流方向相同，V相18极第15槽线圈和W相6极第15槽线圈电流方向也相同，亦将其线圈串联，并且命名为第11-第15线圈。同理，将第20槽线圈和第24槽线圈串接，并且命名为第20-第24线圈。以上串接结果，在图3C以及图3D中分别以耦接线段342V以及342W表示。令以上三组子线圈组，在变极前后线圈保持通路，电流方向不变、相位改变。[0090]另外，根据图3C以及图3D也可以找到满足分类条件P的槽，其中，V相6极定子分布和W相18极定子分布比较之后，可以得知V相6极第27槽线圈与W相18极第27槽线圈流方向相反，也可以发现V相6极第4槽线圈与W相18极第4槽线圈电流方向相反。将第4和第27槽线圈串连，并且命名为第4-第27线圈，当遇到变极时，令此一线圈通以不同相位、相反方向电流。同理，V相6极第9槽线圈与W相18极第9槽线圈流方向相反，也可以知道V相6极第13槽线圈与W相18极第13槽线圈电流方向相反，将第9和第13槽线圈串连，并且命名为第9-第13线圈，当遇到变极时，令此一线圈通以不同相位、方向相反电流；同理，把第18和第22槽线圈串联，并且命名为第18-第22线圈。以上三组子线圈组在变极时，令其电流相反、相位改变。以上结果，在图3C与图3D里，在分别以耦接线段343V以及343W表示。
[0091]再回到图3A所示，在U相6极与18极的切换条件下，可以发现满足分类条件a的槽，在图中框344U所圈起来的第2、11、16、20以及25的槽，其所具有的线圈在变极前后电流方向一样，且相位皆为U相。同样将U相中任两电流相反的线圈串接，在本实施例中，第2槽线圈和第25槽线圈串接，第7槽线圈和第11槽线圈串接，第16槽线圈和第20槽线圈串接，以上三组线圈分别命名为第2-第25槽线圈、第7-第11槽线圈和第16-20槽线圈，以上三组子线圈组在变极前后，电流方向不变，相位相同，皆为U相。结果如耦接线段345U所表示。
[0092]又再图3B中，可以找到满足分类条件r的槽，其中，框344W圈起来的第1、6、10、15,19以及24槽，其所具有的线圈在变极前后电流方向相反，且相位同为W相。把第I槽线圈和第24槽线圈串接，第6槽线圈和第10槽线圈串接，第15槽线圈和第19槽线圈串接，以上三组线圈分别命名为第1-第24槽线圈、第6-第10槽线圈和第15-19槽线圈，以上三组子线圈组在变极前后，电流方向相反，相位相同，都是W相。结果如耦接线段345W所表示。
[0093]又在图3C中，可以找到满足分类条件i的槽，其中，框344V圈起来的第5、9、14、18,23以及27槽，其所具有的线圈在变极前后电流方向相同，且相位同为V相。把第27槽线圈和第23槽线圈串接，第5槽线圈和第9槽线圈串接，第14槽线圈和第18槽线圈串接，以上三组线圈分别命名为第23-第27槽线圈、第5-第9槽线圈和第14-18槽线圈，以上三组子线圈组在变极前后，电流方向不变，相位相同，都是V相。结果如耦接线段345V所表示。
[0094]请参阅图3E至图3F所示,该图为图2中的定子绕组在不同极数下,U相以及V相中未共用的槽的电流关系示意图，其中图3E显示出定子绕组3在U相时6极与18极的电流方向；以及图3F显示出定子绕组3在V相时6极与18极的电流方向。在图3E与图3F中，所示的槽为对应图3A至图3E下的分类条件下，尚未串接的槽线圈。其中，在图3E中，可以找到满足分类条件s的槽，其属于6极U相线圈，分别是第3槽线圈和第8槽线圈，第12槽线圈和第17槽线圈，第21槽线圈和第26槽线圈，以上三组子线圈组分别命名为第3-第8槽线圈、第12-第17槽线圈和第21-第26槽线圈，此三组线圈在6极时通电，以耦接线段346U表示。也可找到符合分类条件V的槽，其属于18极U相线圈，第4线圈和第8线圈串接，第13线圈和第17线圈串接，第22线圈和第26线圈串接，以上三组子线圈组分别命名为第4-第8槽线圈、第13-第17槽线圈和第22-第26槽线圈，此三组线圈在18极时通电，以耦接线段347U表示。
[0095]其中，在图3F中，可以找到满足分类条件t的槽，其属于6极V相线圈，分别是第4定子线圈和第8定子线圈，第13定子线圈和第17定子线圈，第22定子线圈和第26定子线圈，以上三组线圈分别命名为第4-第8定子线圈、第13-第17定子线圈和第22-第26定子线圈，此三组子线圈组在6极时通电，以耦接线段348V表示。也可找到符合分类条件w的槽，其属于18极V相线圈，第3线圈和第26线圈串接，第8线圈和第12线圈串接，第17线圈和第21线圈串接，以上三组线圈分别命名为第3-第26定子线圈、第8-第12定子线圈和第17-第21定子线圈，此三组子线圈组在18极时通电，以耦接线段349V表示。
[0096]以上为步骤220的说明，完成步骤220之后，进行步骤221，将满组每一分类条件中的该多个子线圈组经由一耦接方式相互耦接在一起以形成每一线圈组。该耦接方式可以选择为串联连接或者是并联连接。在本步骤221中，可以参阅图4A至图4C所示，该图为本发明图2实施例的定子绕组中，综合各分类条件，各相之中相串接的线圈示意图。其中，图4A为U相所有定子连接图，图4B为V相所有定子连接图，图4C是W相所有定子连接图。根据上述的子线圈组串接结果，可以再将第2-第25定子线圈、第7-第11定子线圈和第16-第20定子线圈三组线圈并联，并称之为U+/u+线圈组，即为步骤221中的线圈组。其中，大写的U代表6极时为U相，小写的u代表18极时亦为U相，斜线之前的+和斜线之后的+代表变极前后电流方向不变，整体来说，此组线圈在变极前后皆为U极，且变极前后电流方向不变。
[0097]同理，将第3-第7定子线圈、第12-16定子线圈、第21-第25定子线圈三组线圈并联，并称之为U+/V-线圈组，大写的U代表6极时为U相，小写的w代表18极时为W相，斜线之前的+和斜线之后的-代表变极前后电流方向相反。将第3-第8定子线圈、第12-第17定子线圈和第21-第26定子线圈并联，称之为U/0线圈，代表6极时为U相，18极时不通电。将U+/u+线圈组、U+/V-线圈组、U/0线圈组通以适当电流，即可形成6极U相。
[0098]将第5-第9定子线圈、第14-第18定子线圈和第23-第27定子线圈三组线圈并联，并称之为V+/V+线圈组，大写的V代表6极时为V相，小写的V代表18极时亦为V相，斜线之前的+和斜线之后的+代表变极前后电流方向不变，整体来说，此组线圈在变极前后皆为V相，且变极前后电流方向不变。将第4-第27线圈、第9-第13线圈、第18-第22线圈并联，并称之为V+/V-线圈组，大写的V代表6极时为V相，小写的w代表18极时为W相，斜线之前的+和斜线之后的-代表变极前后电流方向相反。将第4-第8定子线圈、第13-第17定子线圈和第22-第26定子线圈并联，称之为V/0线圈，代表6极时为V相，18极不通电。将V+/V+线圈组、V+/V-线圈组、V/0线圈组线圈组通以适当电流，即可形成6极V相。
[0099]将第1-第24线圈、第6_第10线圈和第15-第19线圈并联，称的线圈为W+/w_线圈组，其大写W代表六极时为W相，小写w代表18极为W相，斜线前+和斜线后的-代表电流方向相反。把第1-第5线圈、第10-第14线圈和第19-第23线圈三组线圈并联，称的线圈为W+/u+线圈组，其大写W代表6极时为W相，小写u代表18极为U相，斜线前+和斜线后的+代表变极前后电流方向相同。使第2-第6线圈、第11-第15线圈和第20-第24线圈三组线圈并联，并称之为W+/V+线圈组，其大写W代表6极时为W相，小写V代表18极为V相，斜线前+和斜线后的+代表变极前后电流方向相同。将W+/V-线圈组、W+/u-线圈组和W+/V-线圈组通以适当电流，即可形成6极W相。
[0100]将第4-第8线圈、第13-第17线圈和第22-第26线圈三组线圈并联，形成Ο/u线圈组，O代表在6极时不通电，小写u代表在18极时U相。将第3-第26线圈、第8-第12线圈和第17-第21线圈三组线圈并联，形成Ο/v线圈组，O代表在6极时不通电，小写V代表在18极时V相。
[0101]步骤221所形成的线圈组，可以参阅下表一所示。
[0102]表一
[0103]
【权利要求】
1.一种变极定子绕组的绕线方法，其包括有下列步骤: 根据一定子具有的多个槽、一相数以及相互切换的多种极数，形成一定子绕组，每一槽上绕设有一线圈； 根据该多种极数、该相数以及切换极数前后的每一槽的线圈所具有的电流特征决定多个分类条件； 分别将符合每一分类条件的槽所具有的线圈相连接，以得到分别对应该多个分类条件的多个线圈组，每一线圈组对应有至少一种极数、该相数中的至少一相以及对应该至少一种极数所具有的电流特征；以及 将该多个线圈组以多个切换元件电性连接，以形成以可变化极数的一变极定子绕组。
2.如权利要求1所述的变极定子绕组的绕线方法，其还包括有下列步骤: 检验对应每一种极数下，各相之中，相互电性连接的一线圈组合其等效电阻抗是否相称；以及 如果有不相称的线圈组合，则在该线圈组合的末端耦接一补偿线圈。
3.如权利要求1所述的变极定子绕组的绕线方法，其中该多种极数为M极与N极，该相数为U、V与W三相，该多个分类条件为a至X中的两种以上条件的组合，其中a至x的条件为: a.N极时为U相，M极时为U相，变极前后电流方向相同； b.N极时为U相，M极时为U相，变极前后电流方向相反； c.N极时为U相，M极时为V相，变极前后电流方向相同； d.N极时为U相，M极时为V相，变极前后电流方向相反； e.N极时为U相，M极时为W相，变极前后电流方向相同； f.N极时为U相，M极时为W相，变极前后电流方向相反； g.N极时为V相，M极时为U相，变极前后电流方向相同； h.N极时为V相，M极时为U相，变极前后电流方向相反； .1.N极时为V相，M极时为V相，变极前后电流方向相同； j.N极时为V相，M极时为V相，变极前后电流方向相反； k.N极时为V相，M极时为W相，变极前后电流方向相同； . 1.N极时为V相，M极时为W相，变极前后电流方向相反； m.N极时为W相，M极时为U相，变极前后电流方向相同； η.N极时为W相，M极时为U相，变极前后电流方向相反； .ο.N极时为W相，M极时为V相，变极前后电流方向相同； P.N极时为W相，M极时为V相，变极前后电流方向相反； q.N极时为W相，M极时为W相，变极前后电流方向相同； r.N极时为W相，M极时为W相，变极前后电流方向相反； s.N极时不通电，M极时为U相； t.N极时不通电，M极时为V相； u.N极时不通电，M极时为 W相； V.N极时为U相，M极时不通电； w.N极时为V相，M极时不通电；以及X.N极时为W相，M极时不通电。
4.如权利要求1所述的变极定子绕组的绕线方法，其中将符合每一分类条件的槽所具有的线圈相连接，以得到分别对应该多个分类条件的多个线圈组的步骤中还包括有: 将满足每一分类条件的槽中，分别将两电流方向相反的槽所具有的线圈相连接以形成多组子线圈组；以及 将满组每一分类条件中的该多个子线圈组经由一耦接方式相互耦接在一起以形成每一线圈组。
5.如权利要求4所述的变极定子绕组的绕线方法，其中该耦接方式为串联或并联。
6.如权利要求1所述的变极定子绕组的绕线方法，其中将该多个线圈组以多个功率切换元件电性连接的方式可以选择为Y接、Λ接或独立相接法。
7.如权利要求1所述的变极定子绕组的绕线方法，其中该切换元件为机械开关、继电器或功率电子元件。
8.如权利要求1所述的变极定子绕组的绕线方法，其中该变极定子绕组为变极感应马达绕组、变极磁组马达绕组、变极永磁马达绕组或发电机定子绕组。
9.如权利要求1所述的变极定子绕组的绕线方法，其中该定子绕组可以是单层绕组或是多层绕组。
10.如权利要求9所述的变极定子绕组的绕线方法，其中该定子绕组为单层绕组，该多个槽的数量为18Ν以及相互切换的多种极数为2Ν:6Ν，其中N为自然数。
11.如权利要求1所述的变极定子绕组的绕线方法，其中该电流特征选择为电流方向或者是电流的方向与大小的组合其中之一。
12.一种动力与电力转换装置,包括: 一定子，其具有的多个槽，每一槽上绕设有一线圈，该定子更具有多个线圈组，每一个线圈组由符合一分类条件的槽所具有的线圈相连接，每一线圈组对应有至少一种极数、该相数中的至少一相以及对应该至少一种极数所具有的电流特征； 多个切换元件，其与该多个线圈组电性连接； 一控制单元，其根据要切换的极数，控制该切换元件，以改变该定子的极数；以及 一转子，其设至于该定子内，以于该定子内进行转动。
13.如权利要求12所述的动力与电力转换装置，其中，该控制单元控制该切换元件使该定子于每一种极数下，各相的线圈组相互连接而形成多个对应各相的一线圈组合。
14.如权利要求13所述的动力与电力转换装置，其还包括有一补偿线圈，与该多个线圈组合中等校电阻抗不相称的线圈组合的末端相耦接。
15.如权利要求12所述的动力与电力转换装置，其中每一分类条件为a至X中的其中一种，其中a至X的条件为: a.N极时为U相，M极时为U相，变极前后电流方向相同； b.N极时为U相，M极时为U相，变极前后电流方向相反； c.N极时为U相，M极时为V相，变极前后电流方向相同； d.N极时为U相，M极时为V相，变极前后电流方向相反； e.N极时为U相，M极时为W相，变极前后电流方向相同； f.N极时为U相，M极时为W相，变极前后电流方向相反；g.N极时为V相，M极时为U相，变极前后电流方向相同； h.N极时为V相，M极时为U相，变极前后电流方向相反；i.N极时为V相，M极时为V相，变极前后电流方向相同； j.N极时为V相，M极时为V相，变极前后电流方向相反； k.N极时为V相，M极时为W相，变极前后电流方向相同； i.N极时为V相，M极时为W相，变极前后电流方向相反； m.N极时为W相，M极时为U相，变极前后电流方向相同； η.N极时为W相，M极时为U相，变极前后电流方向相反； ο.N极时为W相，M极时为V相，变极前后电流方向相同； P.N极时为W相，M极时为V相，变极前后电流方向相反； q.N极时为W相，M极时为W相，变极前后电流方向相同； r.N极时为W相，M极时为W相，变极前后电流方向相反； s.N极时不通电，M极时为U相； t.N极时不通电，M极时为V相； u.N极时不通电，M极时为W相； V.N极时为U相，M极时不通电； w.N极时为V相，M极时不通电；以及 X.N极时为W相，M极时不通电。
16.如权利要求 12所述的动力与电力转换装置，其中每一线圈组还包括有多组子线圈组，其为将满足每一分类条件的槽中，分别将两电流方向相反的槽所具有的线圈相连接而成，该多个子线圈组经由一耦接方式相互耦接在一起以形成每一线圈组。
17.如权利要求16所述的动力与电力转换装置，其中该耦接方式为串联或并联。
18.如权利要求12所述的动力与电力转换装置，其中该多个线圈组与多个功率切换元件电性连接的方式可以选择为Y接、Λ接或独立相接法。
19.如权利要求12所述的动力与电力转换装置，其中该切换元件为机械开关、继电器或功率电子元件。
20.如权利要求12所述的动力与电力转换装置，其中该定子为感应马达的定子、磁组马达的定子、永磁马达的定子或发电机的定子。
21.如权利要求12所述的动力与电力转换装置，其中该定子为单层线圈绕组或是多层线圈绕组。
22.如权利要求21所述的动力与电力转换装置，其中该定子绕组为单层绕组，该多个槽的数量为18Ν以及相互切换的多种极数为2Ν:6Ν，其中N为自然数。
23.如权利要求12所述的动力与电力转换装置，其中该电流特征选择为电流方向或者是电流的方向与大小的组合其中之一。
24.一种动力与电力转换装置，其具有2Ν: 6Ν极数的切换，其中N为自然数，该动力与电力转换装置包括: 一定子，其具有的18Ν个槽，每一槽上绕设有一线圈，其中该定子的2Ν极U相的所有槽上的线圈串联以形成一第一线圈组、2Ν极V相的所有槽上的线圈串联以形成一第二线圈组、2Ν极W相的所有槽上的线圈串联以形成一第三线圈组、6Ν极U相的所有槽上的线圈串联以形成一第四线圈组，以及6N极W相的所有槽上的线圈串联以形成一第五线圈组； 其中，该定子在2N极操作情况下，该第一线圈组、第二线圈组以及第三线圈组以一第一耦接方式相耦接；在6N极操作情况下，该第一线圈组、第二线圈组、第三线圈组相连接以形成一 6N极V相电路，该第四线圈组以及第五线圈组以一第二耦接方式相耦接。
25.如权利要求24所述的动力与电力转换装置，其中该第一耦接方式为Y接或Λ接。
26.如权利要求24所述的动力与电力转换装置，其中该第二耦接方式为Y接或Λ接。
27.如权利要求24所述的动力与电力转换装置，其中，在6Ν极操作情况下，该第一线圈组、第二线圈组、第三线圈组通过一切换元件相串接以形成该6Ν极V相电路。
28.如权利要求27所述的动力与电力转换装置，其中该切换元件为机械开关、继电器或功率电子元件。
29.如权利要求24所述的动力与电力转换装置，其中该定子为感应马达的定子、磁组马达的定子、永磁马达的定子或发电机的定子。
30.如权利要求24所述的动力与电力转换装置，其中该定子为单层线圈绕组或是多层线圈绕 组。
【文档编号】H02K3/28GK103595198SQ201210366973
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年9月28日 优先权日:2012年8月14日
【发明者】彭明灿, 吕宗熙, 黄凯廷 申请人:财团法人工业技术研究院