一种双电动机发电电路的制作方法

本发明属于电动机电路领域。尤其涉及一种双电动机发电电路。

背景技术：

电动机是一种能够将电能转换为机械能的一种装置。因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。随着天然资源的不断消耗，近年来人们的节能意识不断加强，在各个领域中，人们都在研究如何充分利用能量，达到节能目的。

特别是在汽车领域，由于汽油、柴油发动机需要以不可再生的天然资源作为动力来源，不够节能环保，因此近年来关于电动车的研究越来越多。

但是在现有的纯电动车领域中，电动机的普遍存在以下缺陷：电动车在运行过程中无法回收电能或者回收的电能太少，而现有的动力电池的电能储备又十分有限，导致电动车的续航里程十分短，无法连续完成长途任务，严重制约了人们的办事效率以及电动车的发展。因此亟需开发出一种在能够电动车运行过程中高回收率回收电能的电动机电路。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双电动机发电电路。本发明的双电动机发电电路主要用于纯电动车的电控系统，适用于各种绕组的电动机，用于纯电动车滑行时利用电动机发电回收电能，纯电动车电动时利用电动机发电回收电能，也可用于其它领域电动机的节能省电、发电回收，主要是为纯电动车节能省电、回收电能、增加续航里程。

本发明的具体技术方案为：一种双电动机发电电路，包括互相并联的第一单元、第二单元和第三单元；所述第一单元包括第一单元供电开关电路、第一单元双绕组吸电电路和第一单元合并输出电路；所述第二单元包括第二单元供电开关电路、第二单元双绕组吸电电路和第二单元合并输出电路；所述第三单元包括第三单元供电开关电路、第三单元双绕组吸电电路和第三单元合并输出电路；

所述第一单元供电开关电路包括：第一开关二极管、第二开关二极管。

所述第一单元双绕组吸电电路包括：第一电动机第一相绕组线圈、第二电动机第一相绕组线圈、第一换相信号输入端、第一开关三极管、第一隔离二极管、第二隔离二极管、第一电容、第二电容、第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管、第四整流二极管。

所述第一单元合并输出电路包括：第一输出二极管、第二输出二极管。

其中，所述第一单元的电路连接关系为：

直流电源正极与第一开关二极管的正极连接，第一开关二极管的负极分别与第二电容的正极、第一输出二极管的正极、第一电动机第一相绕组线圈的第一端连接；第二电容的负极与直流电源负极连接，第一输出二极管的负极与发电输出端连接，第一电动机第一相绕组线圈的第二端分别与第一整流二极管的正极、第二整流二极管的负极、第一隔离二极管的正极连接，第一整流二极管的负极与第二电动机第一相绕组线圈的第一端连接，第二整流二极管的正极与直流电源负极连接，第一隔离二极管的负极与第一开关三极管的集电极连接。

直流电源正极与第二开关二极管的正极连接，第二开关二极管的负极分别与第一电容的正极、第二输出二极管的正极、第二电动机第一相绕组线圈的第一端连接，第一电容的负极与直流电源负极连接，第二输出二极管的负极与发电输出端连接，第二电动机第一相绕组线圈的第二端分别与第三整流二极管的正极、第四整流二极管的负极、第二隔离二极管的正极连接，第三整流二极管的负极与第一电动机第一相绕组线圈的第一端连接，第四整流二极管的正极与直流电源负极连接，第二隔离二极管的负极与第一开关三极管的集电极连接。

第一开关三极管的基极与第一换相信号输入端连接，第一开关三极管的发射极与直流电源负极连接。

所述第二单元供电开关电路包括：第三开关二极管、第四开关二极管。

所述第二单元双绕组吸电电路包括：第一电动机二相绕组线圈、第二电动机二相绕组线圈、第二换相信号输入端、第二开关三极管、第三隔离二极管、第四隔离二极管、第三电容、第四电容、第五整流二极管、第六整流二极管、第七整流二极管、第八整流二极管。

所述第二单元合并输出电路包括：第三输出二极管、第四输出二极管。

其中，所述第二单元的内部电路连接关系与所述第一单元相同。

所述第三单元供电开关电路包括：第五开关二极管、第六开关二极管。

所述第三单元双绕组吸电电路包括：第一电动机三相绕组线圈、第二电动机三相绕组线圈、第三换相信号输入端、第三开关三极管、第五隔离二极管、第六隔离二极管、第五电容、第六电容、第九整流二极管、第十整流二极管、第十一整流二极管、第十二整流二极管。

所述第三单元合并输出电路包括：第五输出二极管、第六输出二极管。

其中，所述第三单元的内部电路连接关系与所述第一单元相同。

作为优选，所述双电动机发电电路共包括第一单元、第二单元和第三单元在内的至少四个单元；且各单元之间并联。

作为优选，所述第一电动机第一相绕组线圈、第二电动机第一相绕组线圈分别为同一个电动机中的第一相第一组磁极的绕组线圈和第一相第二组磁极的绕组线圈；所述的第一电动机第二相绕组线圈、第二电动机第二相绕组线圈分别为同一个电动机中的第二相第一组磁极的绕组线圈和第二相第二组磁极的绕组线圈；所述的第一电动机第三相绕组线圈、第二电动机第三相绕组线圈分别为同一个电动机中的第三相第一组磁极的绕组线圈、第三相第二组磁极的绕组线圈。

作为优选，所述第一电动机第一相绕组线圈、第二电动机第一相绕组线圈为两个电动机中的第一相磁极的绕组线圈；所述的第一电动机第二相绕组线圈、第二电动机第二相绕组线圈为两个电动机中的第二相磁极的绕组线圈；所述的第一电动机第三相绕组线圈、第二电动机第三相绕组线圈为两个电动机中的第三相磁极的绕组线圈。

作为优选，所述第一开关三极管、所述第二开关三极管、所述第三开关三极管分别为第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管。

作为优选，所述第一开关三极管、所述第二开关三极管、所述第三开关三极管分别为第一IGBT绝缘栅双极型晶体管、第二IGBT绝缘栅双极型晶体管、第三IGBT绝缘栅双极型晶体管。

本发明的特点为：

1、采用一一换相时，三相电动机的每相绕组线圈，三分之一周期循环通电，三分之二周期发电回收；四相电动机的每相绕组线圈，四分之一周期循环通电，四分之三周期发电回收；五相六相等以此类推。

2、每组绕组线圈的输入端保持有供电电压,发电电荷叠加，较少的交流电量也能回收。

3、每一相同时有两组绕组线圈单独回收电能，回收的电能不能给另一相供电。

4、既适用于分布式绕组电动机，又适用于集中式绕组电动机。

本发明的原理具体为：

当第一换相信号输入端收到第一换相信号时，第一电动机第一相绕组线圈经过第一开关二极管供电，第一开关三极管导通，第二电动机第一相绕组线圈经过第二开关二极管供电，分别通过第一隔离二极管、第二隔离二极管，使第一开关三极管导通，第一电动机第一相绕组线圈和第二电动机第一相绕组线圈同时充电储能、同时产生电磁场；当第一换相信号输入端的第一换相信号结束时，第一开关三极管截止，完成三分之一周期的通电，随后三分之二周期开始，第一电动机第一相绕组线圈和第二电动机第一相绕组线圈的第二端的电压升高；第一整流二极管导通，给第一电容充电，第一电容中吸收的电荷叠加，电压瞬间高于供电电压，第二开关二极管反向截止，瞬间断开直流供电电源；第三整流二极管导通，给第二电容充电，第二电容中吸收的电荷叠加，电压瞬间高于供电电压，第一开关二极管反向截止，瞬间断开直流供电电源；直到第一电动机第一相绕组线圈和第二电动机第一相绕组线圈放电完成，完成反电动势的回收；回收的反电动势电能可以在下一周期分别为第一电动机第一相绕组线圈和第二电动机第一相绕组线圈供电，也可以通过合并输出电路为负载供电。

反电动势的回收完成后，第一电动机第一相绕组线圈和第二电动机第一相绕组线圈开始反向感应发电，第一电动机第一相绕组线圈通过第二电容、第二整流二极管到第一电动机第一相绕组线圈直接放电回收，第二电动机第一相绕组线圈通过第一电容、第四整流二极管到第二电动机第一相绕组线圈直接放电回收，完成电动机电动时发电的回收。

车辆在滑行时，第一换相信号输入端没有换相信号时，第一开关三极管处于截止状态，第一电动机第一相绕组线圈和第二电动机第一相绕组线圈同时感应发电；第一电动机第一相绕组线圈一边通过第一整流二极管、第一电容第四整流二极管、第三整流二极管到第一电动机第一相绕组线圈形成一放电回路，另一边通过第二电容、第二整流二极管到第一电动机第一相绕组线圈形成另一放电回路；第二电动机第一相绕组线圈一边通过第三整流二极管、第二电容第二整流二极管、第一整流二极管到第二电动机第一相绕组线圈形成一放电回路，另一边通过第一电容、第四整流二极管到第一电动机第一相绕组线圈形成另一放电回路。

通过以上的放电回路，第一电容中吸收的电荷叠加，第二电容中吸收的电荷叠加，完成车辆滑行时电动机发电回收；回收的电能通过合并输出电路为电池组充电或负载供电。

两个三相电动机发电电路的两组绕组线圈也可以由一个偶数极三相电动机的每相极数平分所得；以一个三相二极电动机为例，电动机绕组线圈由第一相第一组磁极的绕组线圈、第一相第二组磁极的绕组线圈组成。

与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明的双电动机发电电路能够利用电动机发电回收大量电能，从而能够增加电动车续航里程。

附图说明

图1为本发明的电路连接示意图；

图2为本发明的三相换相信号时序图。

附图标记为：

第五开关二极管1、第六开关二极管2、第三开关二极管3、第四开关二极管4、第一开关二极管5、第二开关二极管6、第一电动机第一相绕组线圈7、第一整流二极管8、第二整流二极管9、第一电容10、第二电动机第一相绕组线圈11、第三整流二极管12、第一隔离二极管13、第二隔离二极管14、第四整流二极管15、第一换相信号输入端16、第一开关三极管17、第二电容18、第五输出二极管19、第六输出二极管20、第三输出二极管21、第四输出二极管22、第一输出二极管23、第二输出二极管24、第一电动机二相绕组线圈27、第五整流二极管28、第六整流二极管29、第三电容30、第二电动机二相绕组线圈31、第七整流二极管32、第三隔离二极管33、第四隔离二极管34、第八整流二极管35、第二换相信号输入端36、第二开关三极管37、第四电容38、第一电动机三相绕组线圈47、第九整流二极管48、第十整流二极管49、第五电容50、第二电动机三相绕组线圈51、第十一整流二极管52、第五隔离二极管53、第六隔离二极管54、第十二整流二极管55、第三换相信号输入端56、第三开关三极管57、第六电容58、第一换相信号101、第二换相信号102、第三换相信号103、第一电动机第一相绕组线圈的第一端U1＇、第一电动机第一相绕组线圈的第二端U2＇、第二电动机第一相绕组线圈的第一端U1、第二电动机第一相绕组线圈的第二端U2、第一电动机第二相绕组线圈的第一端V1＇、第一电动机第二相绕组线圈的第二端V2＇、第二电动机第二相绕组线圈的第一端V1、第二电动机第二相绕组线圈的第二端V2、第一电动机第三相绕组线圈的第一端W1＇、第一电动机第三相绕组线圈的第二端W2＇、第二电动机第三相绕组线圈的第一端W1、第二电动机第三相绕组线圈的第二端W2。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1所示，一种双电动机发电电路，包括互相并联的第一单元、第二单元和第三单元；所述第一单元包括第一单元供电开关电路、第一单元双绕组吸电电路和第一单元合并输出电路；所述第二单元包括第二单元电开关电路、第二单元双绕组吸电电路和第二单元合并输出电路；所述第三单元包括第三单元电开关电路、第三单元双绕组吸电电路和第三单元合并输出电路。

所述第一单元供电开关电路包括：第一开关二极管5、第二开关二极管6。

所述第一单元双绕组吸电电路包括：第一电动机第一相绕组线圈7、第二电动机第一相绕组线圈11、第一换相信号输入端16、第一开关三极管17、第一隔离二极管13、第二隔离二极管14、第一电容10、第二电容18、第一整流二极管8、第二整流二极管9、第三整流二极管12、第四整流二极管15。

所述第一单元合并输出电路包括：第一输出二极管23、第二输出二极管24。

其中，所述第一单元的电路连接关系为：

直流电源正极与第一开关二极管5的正极连接，第一开关二极管5的负极分别与第二电容18的正极、第一输出二极管23的正极、第一电动机一相绕组线圈7的第一端U1＇连接；第二电容18的负极与直流电源负极连接，第一输出二极管23的负极与发电输出端连接，第一电动机一相绕组线圈7的第二端U2＇分别与第一整流二极管8的正极、第二整流二极管9的负极、第一隔离二极管13的正极连接，第一整流二极管8的负极与第二电动机一相绕组线圈11的第一端U1连接，第二整流二极管9的正极与直流电源负极连接，第一隔离二极管13的负极与第一开关三极管17的集电极连接。

直流电源正极与第二开关二极管6的正极连接，第二开关二极管6的负极分别与第一电容10的正极、第二输出二极管24的正极、第二电动机一相绕组线圈11的第一端U1连接，第一电容10的负极与直流电源负极连接，第二输出二极管24的负极与发电输出端连接，第二电动机一相绕组线圈11的第二端U2分别与第三整流二极管12的正极、第四整流二极管15的负极、第二隔离二极管14的正极连接，第三整流二极管12的负极与第一电动机一相绕组线圈7的第一端U1＇连接，第四整流二极管15的正极与直流电源负极连接，第二隔离二极管14的负极与第一开关三极管17的集电极连接。

第一开关三极管17的基极与第一换相信号输入端16连接，第一开关三极管17的发射极与直流电源负极连接。

所述第二单元供电开关电路包括：第三开关二极管3、第四开关二极管4。

所述第二单元双绕组吸电电路包括：第一电动机第二相绕组线圈27、第二电动机第二相绕组线圈31、第二换相信号输入端36、第二开关三极管37、第三隔离二极管33、第四隔离二极管34、第三电容30、第四电容38、第五整流二极管28、第六整流二极管29、第七整流二极管32、第八整流二极管35。图1中，第一电动机第二相绕组线圈的第一端为V1＇、第一电动机第二相绕组线圈的第二端为V2＇、第二电动机第二相绕组线圈的第一端为V1、第二电动机第二相绕组线圈的第二端为V2。

所述第二单元合并输出电路包括：第三输出二极管21、第四输出二极管22。

其中，所述第二单元的内部电路连接关系与所述第一单元相同。

所述第三单元供电开关电路包括：第五开关二极管1、第六开关二极管2。

所述第三单元双绕组吸电电路包括：第一电动机第三相绕组线圈47、第二电动机第三相绕组线圈51、第三换相信号输入端56、第三开关三极管57、第五隔离二极管53、第六隔离二极管54、第五电容50、第六电容58、第九整流二极管48、第十整流二极管49、第十一整流二极管52、第十二整流二极管55。图1中，第一电动机第三相绕组线圈的第一端为W1＇、第一电动机第三相绕组线圈的第二端为W2＇、第二电动机第三相绕组线圈的第一端为W1、第二电动机第三相绕组线圈的第二端为W2。

所述第三单元合并输出电路包括：第五输出二极管19、第六输出二极管20。

其中，所述第三单元的内部电路连接关系与所述第一单元相同。

在本实施例中，所述第一电动机第一相绕组线圈、第二电动机第一相绕组线圈为两个电动机中的第一相磁极的绕组线圈；所述的第一电动机第二相绕组线圈、第二电动机第二相绕组线圈为两个电动机中的第二相磁极的绕组线圈；所述的第一电动机第三相绕组线圈、第二电动机第三相绕组线圈为两个电动机中的第三相磁极的绕组线圈。

结合图1、图2，当第一换相信号输入端收到第一换相信号101时，第一电动机第一相绕组线圈经过第一开关二极管供电，第一开关三极管导通，第二电动机第一相绕组线圈经过第二开关二极管供电，分别通过第一隔离二极管、第二隔离二极管，使第一开关三极管导通，第一电动机第一相绕组线圈和第二电动机第一相绕组线圈同时充电储能、同时产生电磁场；当第一换相信号输入端的第一换相信号结束时，第一开关三极管截止，完成三分之一周期的通电，随后三分之二周期开始，第一电动机第一相绕组线圈和第二电动机第一相绕组线圈的第二端的电压升高；第一整流二极管导通，给第一电容充电，第一电容中吸收的电荷叠加，电压瞬间高于供电电压，第二开关二极管反向截止，瞬间断开直流供电电源；第三整流二极管导通，给第二电容充电，第二电容中吸收的电荷叠加，电压瞬间高于供电电压，第五开关二极管反向截止，瞬间断开直流供电电源；直到第一电动机第一相绕组线圈和第二电动机第一相绕组线圈放电完成，完成反电动势的回收；回收的反电动势电能可以在下一周期分别为第一电动机第一相绕组线圈和第二电动机第一相绕组线圈供电，也可以通过合并输出电路为负载供电。

反电动势的回收完成后，第一电动机第一相绕组线圈和第二电动机第一相绕组线圈开始反向感应发电，第一电动机第一相绕组线圈通过第二电容、第二整流二极管到第一电动机第一相绕组线圈直接放电回收，第二电动机第一相绕组线圈通过第一电容、第四整流二极管到第二电动机第一相绕组线圈直接放电回收，完成电动机电动时发电的回收。

车辆在滑行时，第一换相信号输入端没有换相信号时，第一开关三极管处于截止状态，第一电动机第一相绕组线圈和第二电动机第一相绕组线圈同时感应发电；第一电动机第一相绕组线圈一边通过第一整流二极管、第一电容第四整流二极管、第三整流二极管到第一电动机第一相绕组线圈形成一放电回路，另一边通过第二电容、第二整流二极管到第一电动机第一相绕组线圈形成另一放电回路；第二电动机第一相绕组线圈一边通过第三整流二极管、第二电容第二整流二极管、第一整流二极管到第二电动机第一相绕组线圈形成一放电回路，另一边通过第一电容、第四整流二极管到第一电动机第一相绕组线圈形成另一放电回路。

通过以上的放电回路，第一电容中吸收的电荷叠加，第二电容中吸收的电荷叠加，完成车辆滑行时电动机发电回收；回收的电能通过合并输出电路为电池组充电或负载供电。

第二换相信号102、第三换相信号103与第一换相信号101同理。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述第一电动机第一相绕组线圈、第二电动机第一相绕组线圈分别为同一个电动机中的第一相第一组磁极的绕组线圈和第一相第二组磁极的绕组线圈；所述的第一电动机第二相绕组线圈、第二电动机第二相绕组线圈分别为同一个电动机中的第二相第一组磁极的绕组线圈和第二相第二组磁极的绕组线圈；所述的第一电动机第三相绕组线圈、第二电动机第三相绕组线圈分别为同一个电动机中的第三相第一组磁极的绕组线圈、第三相第二组磁极的绕组线圈。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例共包括第一单元、第二单元和第三单元、第四单元，所述第四单元电路组成部分、连接关系与其他单元相同；且各单元之间并联。

实施例4

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述第一开关三极管、所述第二开关三极管、所述第三开关三极管分别为第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管。

实施例5

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述第一开关三极管、所述第二开关三极管、所述第三开关三极管分别为第一IGBT绝缘栅双极型晶体管、第二IGBT绝缘栅双极型晶体管、第三IGBT绝缘栅双极型晶体管。

本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。