用于电磁馈馈能型半主动悬架的多定子永磁同步电的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种车辆悬架领域中用于电磁馈馈能型半主动悬架的多定子永磁同步电机，包括转子和电机外壳，电机外壳内壁上固定有2n个定子，n为大于或等于1的自然数，2n个定子在轴向依次紧密固接，每个定子均由线圈绕组和定子铁芯构成，线圈绕组采用星形连接且与永磁体同轴，相邻两个定子中的线圈绕组的相同位置间的圆周夹角为60°/2n；每个线圈绕组均连接三相全波整流桥，所有的三相全波整流桥均通过可控开关连接蓄电池组，实时改变蓄电池充电电压对电磁馈能型半主动悬架的馈能阻尼力分级控制；当蓄电池电压一定时，本发明在理想输入条件的作用下的输出馈能阻尼力波动减小，从而提高电磁馈能型半主动悬架的减振工作效果。
【专利说明】用于电磁馈馈能型半主动悬架的多定子永磁同步电机
【技术领域】
[0001]本发明属于车辆悬架【技术领域】，尤其涉及馈能型半主动悬架用永磁同步电机技术。
【背景技术】
[0002]悬架的作用是传递作用在车轮(或车轴)和车身(或车架)之间的力和力矩，缓冲和衰减由不平路面引起的车身振动，以保证车辆平顺安全行驶。
[0003]电磁馈能型半主动悬架在结构上较传统悬架的主要不同之处在于使用能量回收装置即电磁馈能阻尼力发生器替代了传统悬架的阻尼器。电磁馈能阻尼力发生器通常由馈能电机结合直线旋转运动转换装置(如滚珠丝杠副)组成，馈能电机通常使用永磁同步电机，通过滚珠丝杠副将悬架直线运动转化为旋转运动，并输给永磁同步电机，永磁同步电机在该旋转运动的作用下发电，供给蓄电池从而实现馈能，同时向悬架簧载质量和非簧载质量提供减振的馈能阻尼力。
[0004]目前，馈能电机使用的永磁同步电机通常采用永磁体做转子，采用一组三相星型连接的线圈绕组做定子，该类永磁同步电机在馈能型半主动悬架上使用时具有以下不足:当蓄电池电压一定时，永磁同步电机即使在悬架相对运动速度一定这一理想输入条件下输出的馈能阻尼力也会有较大的波动，而该波动的馈能阻尼力又影响电磁馈能型半主动悬架的工作效果。
【发明内容】
[0005]为克服上述现有馈能型半主动悬架用永磁同步电机馈能阻尼力矩波动大的缺陷，本发明提供一种新型的电磁馈能型半主动悬架用多定子永磁同步电机，以减小馈能型半主动悬架输出的馈能阻尼力矩波动，从而改善馈能型半主动悬架的使用性能。
[0006]为实现上述目的，本发明用于电磁馈能型半主动悬架的多定子永磁同步电机采用的技术方案是:包括转子和电机外壳，转子包括转轴和安装其上的转子铁芯、永磁体，电机外壳内壁上固定有tT个定子，η为大于或等于I的自然数，T个定子在轴向依次紧密固接，每个定子均由线圈绕组和定子铁芯构成，线圈绕组采用星形连接且与永磁体同轴，相邻两个定子中的线圈绕组的相同位置间的圆周夹角为60° IT ;每个线圈绕组均连接三相全波整流桥，所有的三相全波整流桥均通过可控开关连接蓄电池组，实时改变蓄电池充电电压对电磁馈能型半主动悬架的馈能阻尼力分级控制。
[0007]本发明采用上述技术方案后，具有的有益效果是:当蓄电池电压一定时，本发明所述多定子永磁同步电机在理想输入条件(悬架相对运动速度一定时)的作用下的输出馈能阻尼力波动减小，从而提高电磁馈能型半主动悬架的减振工作效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明:图1为本发明所述多定子永磁同步电机的结构示意图；
图2是基于分级变压充电控制方法的馈能型半主动悬架的多定子永磁同步电机充电的电路图；
图3是馈能型半主动悬架馈能电机采用本发明所述多定子永磁同步电机和采用常规永磁同步电机时的馈能阻尼力一时间比较图；
图中:1.转轴；2、6.轴承；3.电机外壳；4.永磁体；5-1.第一定子绕组；5-2.第二定子绕组；7.电机端盖 。
【具体实施方式】
[0009]如图1所示，本发明所述多定子永磁同步电机包括一个转子、多个定子和电机外壳3。转子是常规转子，由转轴I和安装在其上的转子铁芯、永磁体4等构成，每个定子均固定在电机外壳3内壁上,与转轴I同轴；每个定子均由线圈绕组和定子铁芯构成，永磁体4与线圈绕组同轴。定子线圈绕组是按正弦绕组设计的三相通用绕组，各个定子线圈绕组均采用星形接法连接。在转轴I的两端分别安装轴承2和轴承6，电机外壳3 —端安装电机端盖7。
[0010]本发明定子个数为Z个，/7为大于或等于I的自然数，/?=1、2、…，且相邻两个定子中的三相星型连接线圈绕组的相同位置间的圆周夹角为60° /f，相邻两个定子在轴向紧密固接在一起。因定子数过多不利于安装和运行，因此本发明限定/7=1~3。
[0011]图1仅示出采用两个定子的永磁同步电机的结构，这两个定子中的三相星型连接的第一定子绕组5-1和第二定子绕组5-2的相同位置间的夹角为30°圆周角。而本发明所述的多定子永磁同步电机与图1相比，所不同的仅是沿轴向依次地再紧密固接其余的定子，并且相邻两个定子中的三相星型连接线圈绕组的相同位置间的圆周夹角为60° IT。
[0012]如图2是基于分级变压充电控制方法的馈能型半主动悬架采用图1所示的永磁同步电机充电的电路图，其中，两个定子中的第一定子绕组5-1和第二定子绕组5-2的相同位置间的夹角为30°圆周角，定子的三相中的每相均由定子绕组的相电阻/P、电感{L-M)及一个感应电动势e串联而成；例如图2中第一定子绕组5-1三相中的^相就是由定子绕组的相电阻W、电感{L-M)及一个感应电动势eal串联而成，对于其它相的表达与al相表达方法雷同。本发明中的每个线圈绕组均连接相应的三相全波整流桥，所有的三相全波整流桥均通过可控开关连接蓄电池组。图2中的第一定子绕组5-1连接第一三相全波整流桥，第二定子绕组5-2连接第二三相全波整流桥，第一三相全波整流桥是由二极管^n、Q12, Q1,, Qu,P15W16组成的常规三相全波整流桥，第二三相全波整流桥是由二极管^21W22W23W24W25W26组成的常规三相全波整流桥。两个三相全波整流桥均通过可控开关连接蓄电池组。蓄电池组中的蓄电池的数量可根据需要增加，相应地增加可控开关兄、S2、…、Sir2Um的数量。
[0013]如图1和图2所示，当转子旋转时，即转轴I和安装在其上的转子铁芯、永磁体4等旋转时，定子线圈切割转子上永久磁场的磁力线，使定子线圈内产生感应电流，该感应电流分别与其相连接的相应的三相全波整流桥的整流作用，输出直流电至蓄电池组，根据需要增加蓄电池，以提供多种不同电压充电的蓄电池组，进而可以通过实时地改变蓄电池充电电压来实现对电磁馈能阻尼力发生器馈能阻尼力进行实时分级控制，更有利于在悬架运动速度范围内更好地对悬架实施更有效的控制来提高悬架的使用性能。
[0014]图3所示是分级充电电压仿真相关参数为:0=38.2mV.s, l~M=0.5mH, 7?=0.6 Ω，r=100 31，蓄电池分级充电电压?分别为0V、4V、8V，悬架相对运动速度Ar为0.6m/s的稳态输入下，电磁馈能阻尼力发生器输出实际阻尼力曲线时域局部放大图。从图3中可以看出在蓄电池分级充电电压《分别为(^、4￥、8￥，悬架相对运动速度Ar为0.6m/s的稳态输入下，使用常规永磁同步电机的悬架系统输出的馈能阻尼力波动明显比安装本发明永磁同步电机的悬架系统输出的馈能阻尼力波动要大，因此安装本发明永磁同步电机的悬架系统输出的馈能阻尼力波动明显减小，并且提高了电磁馈能型半主动悬架的减振效果。
【权利要求】
1.一种用于电磁馈能型半主动悬架的多定子永磁同步电机，包括转子和电机外壳，转子包括转轴和安装其上的转子铁芯、永磁体，其特征是:电机外壳内壁上固定有f个定子，η为大于或等于I的自然数，Y个定子在轴向依次紧密固接，每个定子均由线圈绕组和定子铁芯构成，线圈绕组采用星形连接且与永磁体同轴，相邻两个定子中的线圈绕组的相同位置间的圆周夹角为60° IT ;每个线圈绕组均连接三相全波整流桥，所有的三相全波整流桥均通过可控开关连接蓄电池组，实时改变蓄电池充电电压对电磁馈能型半主动悬架的馈能阻尼力分级控制。
2.根据权利要求1所述的多定子永磁同步电机，其特征是:可根据需要增加蓄电池以提供多种不同电压充电的蓄电池组。
3.根据权利要求1所述的多定子永磁同步电机，其特征是:所述/7=1?3。
【文档编号】H02K16/00GK103532323SQ201310475718
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日
【发明者】陈士安, 赵廉健, 汤哲鹤, 姚明, 武晓晖, 张晓娜, 王骏聘, 杨鑫 申请人:江苏大学