电机和电机的主动短路的控制方法与流程

本发明涉及电机领域，具体地涉及电机及其主动短路的控制方法。

背景技术：

电动车辆(包括纯电动车辆和油电混动车辆)在系统功能出现故障时，为确保电驱动系统进入安全工作状态，可以使电机执行主动短路(简称asc，即activeshortcircuit)，或者说使电机进入主动短路保护模式。

在主动短路情况下，电路可能产生很大的瞬间电流，过大的瞬间电流可能对电机产生不利影响，例如使得电机面临退磁的风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种在进行主动短路保护时瞬时电流不至于过大的电机和电机的主动短路的控制方法。

根据本发明的第一方面，提供一种电机，其中，包括主绕组和副绕组，所述主绕组和所述副绕组分别接入不同的回路，所述副绕组用于在所述电机进行主动短路保护时被短路地连接。

在至少一个实施方式中，所述副绕组的电阻值大于所述主绕组的电阻值。

在至少一个实施方式中，所述副绕组的电感值大于所述主绕组的电感值。

在至少一个实施方式中，所述电机的定子形成有定子槽，所述定子槽向所述定子的内周侧或外周侧开放而形成槽口间隙，

在所述定子的径向上，所述主绕组部分地容纳于所述定子槽的远离所述槽口间隙的槽底部，

所述副绕组部分地容纳于所述槽口间隙。

在至少一个实施方式中，所述槽口间隙处不设置槽楔。

在至少一个实施方式中，所述副绕组的每相绕组均为单匝。

在至少一个实施方式中，所述电机还包括控制器，所述主绕组和所述副绕组均与所述控制器电连接。

在至少一个实施方式中，所述电机为用于电动车辆的电机。

根据本发明的第二方面，提供一种电机的主动短路的控制方法，其中，所述电机为根据本发明的电机，所述控制方法包括：

当所述电机进行主动短路保护时，所述主绕组的两端不被短路连接，所述副绕组的两端被短路连接。

在至少一个实施方式中，当所述电机进行主动短路保护时，所述主绕组所在的回路断开。

根据本发明的电机在进行主动短路保护时瞬时电流不会过大，电机的可靠性高。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的电机的绕组的示意图。

图2是根据本发明的一个实施方式的电机的绕组设置于定子的部分结构的示意图。

附图标记说明：

p主绕组；u1主第一绕组；v1主第二绕组；w1主第三绕组；

s副绕组；u2副第一绕组；v2副第二绕组；w2副第三绕组；

es定子；10定子槽；11槽口间隙；r径向；c周向。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

以三相电机为例，结合图1至图2介绍根据本发明的电机和电机的主动短路的控制方法。

根据本发明的电机的定子es上缠绕有两种绕组，即主绕组p和副绕组s。这两种绕组各接入一个电回路(也简称回路)。可选地，由同一个控制器控制这两个回路，即，这两个回路与同一个控制器电连接。

主绕组p用于在电机正常工作时使电流通过，以产生变化的磁场。可以认为，本发明的主绕组p的结构和主绕组p所在的回路与一般的电机的绕组结构和连接方式是相同的。

副绕组s用于参与主动短路。

当电机执行主动短路时，副绕组s的两端以短路的方式连接(也简称为短接)，即图1中的副绕组s的三相绕组(副第一绕组u2、副第二绕组v2和副第三绕组w2)的用于连接电源的一端电连接在一起(图1中虚线所示)。

并且，在电机执行主动短路时，主绕组p不形成短路。优选地，在电机执行主动短路时，主绕组p所在的回路断路。

在非主动短路情况下，副绕组s所在的回路可以是导通的，也可以是断开的。

通过选取合适的副绕组s，可以使主动短路时经过电机的瞬时电流不至于过大。例如，副绕组s的电阻值大于主绕组p的电阻值(例如通过使副绕组s比主绕组p的截面积小、或者说细来实现)，和/或副绕组s的电感值大于主绕组p的电感值。

接下来，介绍增加的副绕组s在电机定子es上的布置方式。

图2是将电机的定子es的垂直于轴向的截面在周向c上展开的示意图。

定子es上开设有多个在周向c上间隔开的、沿轴向延伸的定子槽10。在径向r上，定子槽10的一端封闭、另一端形成为开放的槽口间隙11。槽口间隙11可以朝向定子es的内周侧，也可以朝向定子es的外周侧。

主绕组p的各相线圈(包括主第一绕组u1、主第二绕组v1和主第三绕组w1)部分地设置在定子槽10的在径向r上远离槽口间隙11的槽底部。应当理解，此处描述的主绕组p“部分地设置”在槽底部是考虑到，主绕组p在定子es的两个端部会伸出定子槽10，下文在描述副绕组s的设置方式时也有类似的考虑。

由于定子槽10内的大部分空间均被主绕组p占据，因此，在本实施方式中，副绕组被部分地置于槽口间隙11处。通常，对于不设置副绕组的电机，槽口间隙11处需要设置用于绝缘的槽楔；而在本实施方式中，槽口间隙11处可以不设置槽楔。这种情况下，为实现绝缘的目的，例如可以在主绕组p和副绕组s均布置完成后，对定子组件做一体式的绝缘处理。

应当理解，本发明对主绕组p和副绕组s的匝数不作限制。然而，为便于主动短路时控制器对副绕组s所在的回路的短路操作，优选地，副绕组s的每相绕组均为单匝。

应当理解，本发明对电机的相数不作限制，其例如也可以是单相或五相等。并且，本发明对多相电机的各相绕组之间的连接关系不作限制，例如，对于三相电机，其三相绕组(包括主绕组p和副绕组s)可以连接成如图1所示的星形，也可以例如连接成三角形。

应当理解，本发明对电机的具体类型不作限制，其例如可以是永磁同步电机(pmsm)或是异步电机(asm)。

本发明至少具有以下优点中的一个优点：

(i)本发明的电机在执行主动短路时，尤其主绕组p不容易产生过大的瞬间电流，电机的可靠性高、寿命长。

(ii)副绕组s可以在主动短路时提供制动扭矩。

(iii)根据本发明的电机结构简单，可以在不改变定子es的原有结构的基础上增加副绕组s。

当然，本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种变型，而不脱离本发明的范围。

例如，主绕组p可以包括一组或多组绕组。

技术特征：

1.一种电机，其特征在于，包括主绕组(p)和副绕组(s)，所述主绕组(p)和所述副绕组(s)分别接入不同的回路，所述副绕组(s)用于在所述电机进行主动短路保护时被短路地连接。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述副绕组(s)的电阻值大于所述主绕组(p)的电阻值。

3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述副绕组(s)的电感值大于所述主绕组(p)的电感值。

4.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机的定子(es)形成有定子槽(10)，所述定子槽(10)向所述定子(es)的内周侧或外周侧开放而形成槽口间隙(11)，

在所述定子(es)的径向(r)上，所述主绕组(p)部分地容纳于所述定子槽(10)的远离所述槽口间隙(11)的槽底部，

所述副绕组(s)部分地容纳于所述槽口间隙(11)。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述槽口间隙(11)处不设置槽楔。

6.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述副绕组(s)的每相绕组均为单匝。

7.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机还包括控制器，所述主绕组(p)和所述副绕组(s)均与所述控制器电连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电机，其特征在于，所述电机为用于电动车辆的电机。

9.一种电机的主动短路的控制方法，其特征在于，所述电机为根据权利要求1至8中任一项所述的电机，所述控制方法包括：

当所述电机进行主动短路保护时，所述主绕组(p)的两端不被短路连接，所述副绕组(s)的两端被短路连接。

10.根据权利要求9所述的电机的主动短路的控制方法，其特征在于，当所述电机进行主动短路保护时，所述主绕组(p)所在的回路断开。

技术总结
本发明提供一种电机和电机的主动短路的控制方法，所述电机包括主绕组(P)和副绕组(S)，所述主绕组(P)和所述副绕组(S)分别接入不同的回路，所述副绕组(S)用于在所述电机进行主动短路保护时被短路地连接。根据本发明的电机在执行主动短路时瞬时电流不会过大，电机的可靠性高。

技术研发人员：周醒夫;严海洋
受保护的技术使用者：舍弗勒技术股份两合公司
技术研发日：2021.04.08
技术公布日：2021.06.11