供电电路和旋转电机系统的制作方法

文档序号:33625020发布日期:2023-03-25 17:05阅读:64来源:国知局
供电电路和旋转电机系统的制作方法

1.本发明涉及一种供电电路和旋转电机系统。


背景技术:

2.近年来,作为应对全球气候变化的具体措施,面向实现低碳社会或脱碳社会的举措十分活跃。在车辆中,也有强烈要求减少二氧化碳排放量,驱动源的电动化正迅速发展。
3.在专利文献1中记载了一种用作电动汽车的驱动源的、设置有通电模式切换单元的三相交流电动机。在该三相交流电动机中,通过通电模式切换单元在对第一绕组和第二绕组通电的低速模式与仅对第一绕组通电的高速模式之间切换通电模式。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.【专利文献1】日本特开2012-213306号公报
7.然而,虽然专利文献1所记载的电动机能够通过改变一个电动机的供电绕组数量而具有不同的特性,但是其引出线的数量多达9个,开关元件的数量多达12个,电动机的结构变得复杂化。


技术实现要素:

8.本发明提供一种能够抑制结构的复杂化并且使旋转电机具有不同的特性的供电电路和旋转电机系统。
9.本发明提供一种供电电路,其向旋转电机供给电力,所述旋转电机具备具有第一绕组部和第二绕组部的第一相绕组、以及具有第三绕组部和第四绕组部的第二相绕组,
10.所述供电电路具备:
11.第一电路,其与电源连接,并且与所述第一相绕组连接;以及
12.第二电路,其相对于所述电源与所述第一电路并联连接,并且与所述第二相绕组连接,其中,
13.所述第一电路具备:第一至第三臂,其中设置有开关元件的上臂与设置有开关元件的下臂在其中点相连接;以及第一开关,
14.在所述第一绕组部的一端连接有所述第一臂的所述中点,
15.在所述第一绕组部的另一端和所述第二绕组部的一端连接有所述第二臂的所述中点,
16.在所述第二绕组部的另一端连接有所述第三臂的所述中点,
17.所述第一开关
18.与所述第一绕组部串联地设置,或者设置在所述第一臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间,或者
19.与所述第二绕组部串联地设置,或者设置在所述第三臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间,
20.所述第二电路具备:第四至第六臂,其中设置有开关元件的上臂与设置有开关元件的下臂在其中点相连接;以及第二开关,
21.在所述第三绕组部的一端连接有所述第四臂的所述中点,
22.在所述第三绕组部的另一端和所述第四绕组部的一端连接有所述第五臂的所述中点,
23.在所述第四绕组部的另一端连接有所述第六臂的所述中点,
24.所述第二开关
25.与所述第三绕组部串联地设置,或者设置在所述第四臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间,或者
26.与所述第四绕组部串联地设置,或者设置在所述第六臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间。
27.此外,本发明还提供一种旋转电机系统,具备:旋转电机,其具备第一相绕组和第二相绕组;以及
28.向所述旋转电机供给电力的供电电路,其中,
29.所述第一相绕组具有第一绕组部和第二绕组部,
30.所述第二相绕组具有第三绕组部和第四绕组部,
31.所述供电电路具备:
32.第一电路,其与电源连接,并且与所述第一相绕组连接;以及
33.第二电路,其相对于所述电源与所述第一电路并联连接,并且与所述第二相绕组连接,
34.所述第一电路具备:第一至第三臂,其中设置有开关元件的上臂与设置有开关元件的下臂在其中点相连接;以及第一开关,
35.在所述第一绕组部的一端连接有所述第一臂的所述中点,
36.在所述第一绕组部的另一端和所述第二绕组部的一端连接有所述第二臂的所述中点,
37.在所述第二绕组部的另一端连接有所述第三臂的所述中点,
38.所述第一开关
39.与所述第一绕组部串联地设置,或者设置在所述第一臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间,或者
40.与所述第二绕组部串联地设置,或者设置在所述第三臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间,
41.所述第二电路具备:第四至第六臂,其中设置有开关元件的上臂与设置有开关元件的下臂在其中点相连接;以及第二开关,
42.在所述第三绕组部的一端连接有所述第四臂的所述中点,
43.在所述第三绕组部的另一端和所述第四绕组部的一端连接有所述第五臂的所述中点,
44.在所述第四绕组部的另一端连接有所述第六臂的所述中点,
45.所述第二开关
46.与所述第三绕组部串联地设置,或者设置在所述第四臂的所述上臂的所述开关元
件与所述下臂的所述开关元件之间,或者
47.与所述第四绕组部串联地设置,或者设置在所述第六臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间。
48.根据本发明,能够提供一种能够抑制结构的复杂化并且使旋转电机具有不同的特性的供电电路和旋转电机系统。
附图说明
49.图1是示出第一实施方式的旋转电机系统的结构的电路图。
50.图2是示出图1的旋转电机系统的3个模式的动作说明图。
51.图3是示出3个模式的扭矩性能的曲线图。
52.图4是示出3个模式的输出性能的曲线图。
53.图5是示出双向开关的第一配置例的电路图。
54.图6是示出双向开关的第二配置例的电路图。
55.图7是示出双向开关的第三配置例的电路图。
56.图8是旋转电机的示意图。
57.图9是示出第二实施方式的旋转电机系统的结构的电路图。
58.图10是示出图9的旋转电机系统的6个模式的动作说明图。
59.图11是示出6个模式的扭矩(torque)性能的曲线图。
60.图12是示出6个模式的输出性能的曲线图。
61.‑‑
符号说明
‑‑
62.1 旋转电机系统
63.2 供电电路
64.3 第一电路
65.4 第二电路
66.α 第一相绕组
67.α1 第一绕组部
68.α2 第二绕组部
69.α3 第五绕组部
70.β 第二相绕组
71.β1 第三绕组部
72.β2 第四绕组部
73.β3 第六绕组部
74.a1至a8 第一至第八臂
75.ah1至ah8 上臂
76.al1至al8 下臂
77.h1至h8 开关元件
78.l1至l8 开关元件
79.p1至p8中点
80.sw1a 第一双向开关(第一开关)
81.sw1b 第二双向开关(第二开关)
82.sw2a 第三双向开关(第三开关)
83.sw2b 第四双向开关(第四开关)
84.sw3a 第五双向开关(第五开关)
85.sw3b 第六双向开关(第六开关)
86.b 电源
87.m 旋转电机
具体实施方式
88.首先,参照图1至图8对本发明的第一实施方式进行说明。
89.(旋转电机系统)
90.如图1和图8所示,旋转电机系统1具备旋转电机m和向旋转电机m供给电力的供电电路2。
91.(旋转电机)
92.如图8所示,旋转电机m是具备转子10、定子11、卷绕于定子11的第一相绕组α和第二相绕组β的二相旋转电机,例如由二相无刷电动机(motor)构成。第一相绕组α和第二相绕组β例如以电角度偏移90
°
地配置在定子11上。第一相绕组α具有第一绕组部α1和第二绕组部α2,第二相绕组β具有第三绕组部β1和第四绕组部β2。第一绕组部α1的匝数(图中,有时记载为匝数)与第二绕组部α2的匝数不同,在本实施方式中,第一绕组部α1的匝数比第二绕组部α2的匝数多。此外,第三绕组部β1的匝数与第四绕组部β2的匝数也不同,在本实施方式中,第三绕组部β1的匝数比第四绕组部β2的匝数多。但是,第一绕组部α1的匝数与第三绕组部β1的匝数相同,第二绕组部α2的匝数与第四绕组部β2的匝数也相同。
93.(供电电路)
94.供电电路2具备:第一电路3,其与电源b连接,并且与第一相的绕组α连接;以及第二电路4,其相对于电源b与第一电路3并联连接,并且与第二相的绕组β连接。在图1中,符号c是平滑电容器。
95.第一电路3具备第一至第三臂a1至a3、第一双向开关sw1a和第三双向开关sw2a。
96.第一至第三臂a1至a3相对于电源b并联连接。第一臂a1具备:上臂ah1,其并联设置有开关元件h1和续流二极管d;以及下臂al1,其并联设置有开关元件l1和续流二极管d,经由中点p1与上臂ah1串联连接。第二臂a2具备:上臂ah2,其并联设置有开关元件h2和续流二极管d;以及下臂al2,其并联设置有开关元件l2和续流二极管d,经由中点p2与上臂ah2串联连接。第三臂a3具备:上臂ah3,其并联设置有开关元件h3和续流二极管d;以及下臂al3,其并联设置有开关元件l3和续流二极管d,经由中点p3与上臂ah3串联连接。
97.而且,第一绕组部α1的一端与第一臂a1的中点p1连接,第一绕组部α1的另一端和第二绕组部α2的一端与第二臂a2的中点p2连接,第二绕组部α2的另一端与第三臂a3的中点p3连接。
98.例如,如图5所示,第一双向开关sw1a和第三双向开关sw2a构成为,将并联地包括开关元件和二极管的两组电路彼此反向串联连接(将二极管的正向彼此连接),并且能够基于两组开关元件的切换控制将双向电流的流动在接通(on)状态和断开(off)状态之间切
换。在图1的示例中,第一双向开关sw1a串联地设置在第一绕组部α1的第一臂a1一侧,第三双向开关sw2a串联地设置在第二绕组部α2的第三臂a3一侧。
99.第二电路4包括第四至第六臂a4至a6、第二双向开关sw1b和第四双向开关sw2b。
100.第二电路4的第四至第六臂a4至a6相对于电源b并联连接。第四臂a4具备:上臂ah4,其并联设置有开关元件h4和续流二极管d;以及下臂al4,其并联设置有开关元件l4和续流二极管d,经由中点p4与上臂ah4串联连接。第五臂a5具备:上臂ah5,其并联设置有开关元件h5和续流二极管d;以及下臂al5,其并联设置有开关元件l5和续流二极管d,经由中点p5与上臂ah5串联连接。第六臂a6具备:上臂ah6,其并联设置有开关元件h6和续流二极管d;以及下臂al6,其并联设置有开关元件l6和续流二极管d,经由中点p6与上臂ah6串联连接。
101.而且,第三绕组部β1的一端与第四臂a4的中点p4连接,第三绕组部β1的另一端和第四绕组部β2的一端与第五臂a5的中点p5连接,第四绕组部β2的另一端与第六臂a6的中点p6连接。
102.第二双向开关sw1b和第四双向开关sw2b具有与第一双向开关sw1a和第三双向开关sw2a相同的构成,在图1的示例中,第二双向开关sw1b串联地设置在第三绕组部β1的第四臂a4一侧,第四双向开关sw2b串联地设置在第四绕组部β2的第六臂a6一侧。
103.根据如上所述的供电电路2,通过改变在向各相的绕组α、β供给电力时被供给电力的绕组部的数量,能够使旋转电机m具有不同的特性。此外,在两相旋转电机的情况下,其引出线的数量为6,开关元件的数量为12,因此能够抑制结构的复杂化。此外,第一绕组部α1的匝数与第二绕组部α2的匝数不同,且第三绕组部β1的匝数与第四绕组部β2的匝数不同,因此能够使旋转电机m具有3种不同的特性。以下,参照图2至图4对可切换的3个模式进行说明。
104.(第一模式)
105.如图2的左侧所示,在第一模式中,第一双向开关sw1a、第二双向开关sw1b、第三双向开关sw2a和第四双向开关sw2b为接通状态,基于第一臂a1、第三臂a3、第四臂a4和第六臂a6的开关控制向第一相绕组α的第一绕组部α1和第二绕组部α2以及第二相绕组β的第三绕组部β1和第四绕组部β2供给电力。在这样的第一模式中,被供给电力的绕组α、β的匝数(在图2中,记载为匝数:α1+α2、β1+β2)较多,因此如图3和图4所示,能够提高低转速区域的扭矩和输出。此外,能够提高电感,降低电流的高次谐波成分和铁损。
106.(第二模式)
107.如图2的左右方向中央所示,在第二模式中,第一双向开关sw1a和第二双向开关sw1b为接通状态,且第三双向开关sw2a和第四双向开关sw2b为断开状态,基于第一臂a1、第二臂a2、第四臂a4和第五臂a5的开关控制向第一相绕组α的第一绕组部α1和第二相绕组β的第三绕组部β1供给电力。根据这样的第二模式,与第一模式相比,被供给电力的绕组α、β的匝数(在图2中,记载为匝数:α1、β1)较少,因此如图3和图4所示,与第一模式相比磁通和反电动势降低,能够提高中转速区域和高转速区域的扭矩和输出。
108.此外,通过第三双向开关sw2a和第四双向开关sw2b,能够抑制感应电流由于第一绕组部α1和第三绕组部β1的通电而流向不被供给电力的第二绕组部α2和第四绕组部β2。
109.(第三模式)
110.如图2的右侧所示,在第三模式中,第三双向开关sw2a和第四双向开关sw2b为接通
状态,且第一双向开关sw1a和第二双向开关sw1b为断开状态,基于第二臂a2、第三臂a3、第五臂a5和第六臂a6的开关控制向第一相绕组α的第二绕组部α2和第二相绕组β的第四绕组部β2供给电力。根据这样的第三模式,与第二模式相比,被供给电力的绕组α、β的匝数(在图2中,记载为匝数:α2、β2)更少,因此如图3和图4所示,与第二模式相比,磁通和反电动势进一步降低,能够进一步提高高转速区域的扭矩和输出。
111.此外,通过第一双向开关sw1a和第二双向开关sw1b,能够抑制感应电流由于第二绕组部α2和第四绕组部β2通电而流向不被供给电力的第一绕组部α1和第三绕组部β1。
112.(双向开关的配置例)
113.接下来,参照图5至图7描述第一双向开关sw1a、第二双向开关sw1b、第三双向开关sw2a和第四双向开关sw2b的具体配置例。
114.在图5的配置例中,如上所述,第一双向开关sw1a串联地设置在第一绕组部α1的第一臂a1一侧,第二双向开关sw1b串联地设置在第三绕组部β1的第四臂a4一侧。此外,第三双向开关sw2a串联地设置在第二绕组部α2的第三臂a3一侧,第四双向开关sw2b串联地设置在第四绕组部β2的第六臂a6一侧。另外,也可以将第一双向开关sw1a串联地设置在第一绕组部α1的第二臂a2一侧,也可以将第二双向开关sw1b串联地设置在第三绕组部β1的第五臂a5一侧。另外,也可以将第三双向开关sw2a串联地设置在第二绕组部α2的第二臂a2一侧,将第四双向开关sw2b串联地设置在第四绕组部β2的第五臂a5一侧。
115.在图6的配置例中,第一双向开关sw1a设置在第一臂a1的上臂ah1的开关元件h1与下臂al1的开关元件l1之间,第二双向开关sw1b设置在第四臂a4的上臂ah4的开关元件h4与下臂al4的开关元件l4之间。此外,还示出了将第三双向开关sw2a设置在第三臂a3的上臂ah3的开关元件h3与下臂al3的开关元件l3之间、将第四双向开关sw2b设置在第六臂a6的上臂ah6的开关元件h6与下臂al6的开关元件l6之间时的具体的配置例。通过这样的配置结构,仍然能够与上述的第一实施方式同样地实现3个模式。
116.在图7的配置例中,第一双向开关swla设置在第三臂a3的上臂ah3的开关元件h3与下臂al3的开关元件l3之间,第二双向开关sw1b设置在第六臂a6的上臂ah6的开关元件h6与下臂al6的开关元件l6之间。根据这样的配置结构,虽然能够切换的模式减少为图2的第一模式和第二模式这2个模式,但能够减少双向开关的数量从而削减成本。另外,也可以将第一双向开关sw1a设置在第一臂a1的上臂ah1的开关元件h1与下臂al1的开关元件l1之间,将第二双向开关sw1b设置在第四臂a4的上臂ah4的开关元件h4与下臂al4的开关元件l4之间。
117.(第二实施方式)
118.接下来,参照图9至图12对第二实施方式的旋转电机系统1b和供电电路2b进行说明。但是,对于与上述第一实施方式共同的结构,有时通过使用与上述第一实施方式相同的附图标记来引用上述第一实施方式的说明。
119.第二实施方式的旋转电机系统1b与第一实施方式的不同点在于,其旋转电机m的各相的绕组部的数量为3个,供电电路2b的双向开关的数量为6个,能够切换的模式的数量增加为6个。以下,将具体说明与第一实施方式的不同之处。
120.第二实施方式的旋转电机m还具备第五绕组部α3和第六绕组部β3,第二实施方式的第一电路3b还具备第七臂a7和第五双向开关sw3a,第二实施方式的第二电路4b还具备第八臂a8和第六双向开关sw3b。
121.第五绕组部α3是相对于第一绕组部α1和第二绕组部α2串联连接的第一相的绕组α,其匝数与第一绕组部α1和第二绕组部α2的匝数不同,例如比第二绕组部α2的匝数更少。
122.第六绕组部β3是相对于第三绕组部β1和第四绕组部β2串联连接的第二相的绕组β,其匝数与第三绕组部β1和第四绕组部β2的匝数不同,例如比第四绕组部β2的匝数更少。但是,第五绕组部α3的匝数与第六绕组部β3的匝数相同。
123.第七臂a7具备:上臂ah7,其并联设置有开关元件h7和续流二极管d;以及下臂al7,其并联设置有开关元件l7和续流二极管d,经由中点p7与上臂ah7串联连接。第五绕组部α3的一端与第三臂a3的中点p3连接,另一端与第七臂a7的中点p7连接。此外,第五双向开关sw3a串联地设置在第五绕组部α3的第七臂a7一侧。另外,也可以将第五双向开关sw3a串联地设置在第五绕组部α3的第三臂a3一侧。
124.第八臂a8具备:上臂ah8,其并联设置有开关元件h8和续流二极管d;以及下臂al8,其并联设置有开关元件l8和续流二极管d,经由中点p8与上臂ah8串联连接。第六绕组部β3的一端与第六臂a6的中点p6连接,另一端与第八臂a8的中点p8连接。此外,第六双向开关sw3b串联地设置在第六绕组部β3的第八臂a8一侧。另外,也可以将第六双向开关sw3b串联地设置在第六绕组部β3的第六臂a6一侧。以下,参照图10至图12对可切换的6个模式进行说明。
125.(第十一模式)
126.如图10的上部左侧所示,在第十一模式中,第一双向开关swla、第二双向开关sw1b、第三双向开关sw2a、第四双向开关sw2b、第五双向开关sw3a和第六双向开关sw3b为接通状态,基于第一臂a1、第七臂a7、第四臂a4和第八臂a8的开关控制向第一相绕组α的第一绕组部α1、第二绕组部α2和第五绕组部α3以及第二相绕组β的第三绕组部β1、第四绕组部β2和第六绕组部β3供给电力(在图10中,记载为匝数:α1+α2+α3,β1+β2+β3)。
127.(第十二模式)
128.如图10的上部的左右方向中央所示,在第十二模式中,第一双向开关sw1a、第二双向开关sw1b、第三双向开关sw2a和第四双向开关sw2b为接通状态,且第五双向开关sw3a和第六双向开关sw3b为断开状态,基于第一臂a1、第三臂a3、第四臂a4和第六臂a6的开关控制向第一相绕组α的第一绕组部α1和第二绕组部α2以及第二相绕组β的第三绕组部β1和第四绕组部β2供给电力(在图10中,记载为匝数:α1+α2、β1+β2)。
129.(第十三模式)
130.如图10的上部右侧所示,在第十三模式中,第三双向开关sw2a、第四双向开关sw2b、第五双向开关sw3a和第六双向开关sw3b为接通状态,且第一双向开关sw1a和第二双向开关sw1b为断开状态,基于第二臂a2、第七臂a7、第五臂a5和第八臂a8的开关控制向第一相绕组α的第二绕组部α2和第五绕组部α3以及第二相绕组β的第四绕组部β2和第六绕组部β3供给电力(在图10中,记载为匝数:α2+α3、β2+β3)。
131.(第十四模式)
132.如图10的下部左侧所示,在第十四模式中,第一双向开关sw1a和第二双向开关sw1b为接通状态,且第三双向开关sw2a、第四双向开关sw2b、第五双向开关sw3a和第六双向开关sw3b为断开状态,基于第一臂a1、第二臂a2、第四臂a4和第五臂a5的开关控制向第一相绕组α的第一绕组部α1以及第二相绕组β的第三绕组部β1供给电力(在图10中,记载为匝数:
α1、β1)。
133.(第十五模式)
134.如图10的下部的左右方向中央所示,在第十五模式中,第三双向开关sw2a和第四双向开关sw2b为接通状态,且第一双向开关sw1a、第二双向开关sw1b、第五双向开关sw3a和第六双向开关sw3b为断开状态,基于第二臂a2、第三臂a3、第五臂a5和第六臂a6的开关控制向第一相绕组α的第二绕组部α2和第二相绕组β的第四绕组部β2供给电力(在图10中,记载为匝数:α2、β2)。
135.(第十六模式)
136.如图10的下部右侧所示,在第十六模式中,第五双向开关sw3a和第六双向开关sw3b为接通状态,且第一双向开关sw1a、第二双向开关sw1b、第三双向开关sw2a和第四双向开关sw2b为断开状态,基于第三臂a3、第七臂a7、第六臂a6和第八臂a8的开关控制向第一相绕组α的第五绕组部α3和第二相绕组β的第六绕组部β3供给电力(在图10中,记载为匝数:α3、β3)。
137.根据如上所述的第二实施方式,如图11和图12所示,通过减少被供给电力的绕组α、β的匝数,磁通和反电动势降低,能够在高旋转侧提高扭矩和输出。此外,与第一实施方式相比,能够使旋转电机m具有更多的特性,因此能够进一步提高输出效率。
138.另外,与从第一实施方式到第二实施方式的改变一样,本发明通过增加与各电路并联连接的臂的数量,并且增加与增加的臂的数量相同数量的双向开关,能够自由地设计具有多种特性的旋转电机m。
139.以上,参照附图对各种实施方式进行了说明,但本发明当然不限定于这样的例子。显然本领域技术人员能够在权利要求书所记载的范畴内想到各种变更例或修正例,这些变更例或修正例当然也属于本发明的技术范围。此外,也可以在不脱离发明的主旨的范围内将上述实施方式中的各构成要素任意地组合。
140.例如,双向开关只要能够切断双向电流的流动即可,其可以是接触器机械开关,也可以是反向阻断型igbt等。
141.在本说明书中至少记载有以下事项。需要说明的是,在括号内示出了上述的实施方式中的对应的构成要素等,但并不限定于此。
142.(1)一种供电电路(供电电路2),其向旋转电机(旋转电机m)供给电力,所述旋转电机具备具有第一绕组部(第一绕组部α1)和第二绕组部(第二绕组部α2)的第一相绕组(第一相绕组α)、以及具有第三绕组部(第三绕组部β1)和第四绕组部(第四绕组部β2)的第二相绕组(第二相绕组β),
143.所述供电电路具备:
144.第一电路(第一电路3),其与电源(电源b)连接,并且与所述第一相绕组连接;以及
145.第二电路(第二电路4),其相对于所述电源与所述第一电路并联连接,并且与所述第二相绕组连接,其中,
146.所述第一电路具备:第一臂至第三臂(第一臂至第三臂a1至a3),其中设置有开关元件(开关元件h1至h3)的上臂(上臂ah1至ah3)与设置有开关元件(开关元件l1至l3)的下臂(下臂al1至al3)在其中点(中点p1至p3)相连接;以及第一开关(第一双向开关sw1a),
147.在所述第一绕组部的一端连接有所述第一臂的所述中点,
148.在所述第一绕组部的另一端和所述第二绕组部的一端连接有所述第二臂的所述中点,
149.在所述第二绕组部的另一端连接有所述第三臂的所述中点,
150.所述第一开关
151.与所述第一绕组部串联地设置,或者设置在所述第一臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间,或者
152.与所述第二绕组部串联地设置,或者设置在所述第三臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间,
153.所述第二电路具备:第四臂至第六臂(第四臂至第六臂a4至a6),其中设置有开关元件(开关元件h4至h6)的上臂(上臂ah4至ah6)与设置有开关元件(开关元件l4至l6)的下臂(下臂al4至al6)在其中点(中点p4至p6)相连接;以及第二开关(第二双向开关sw1b),
154.在所述第三绕组部的一端连接有所述第四臂的所述中点,
155.在所述第三绕组部的另一端和所述第四绕组部的一端连接有所述第五臂的所述中点,
156.在所述第四绕组部的另一端连接有所述第六臂的所述中点,
157.所述第二开关
158.与所述第三绕组部串联地设置,或者设置在所述第四臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间,或者
159.与所述第四绕组部串联地设置,或者设置在所述第六臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间。
160.根据(1),通过改变在向各相的绕组供给电力时被供给电力的绕组部的数量,能够使旋转电机具有不同的特性。由此,能够选择效率良好的运转点,因此能够提高输出效率。此外,例如在两相旋转电机的情况下,其引出线的数量为6,开关元件的数量为12,因此能够抑制结构的复杂化。
161.此外,通过第一开关和第二开关,能够抑制感应电流由于第一绕组部和第三绕组部以及第二绕组部和第四绕组部中的一方的通电而流向不供给电力的另一方。
162.(2)根据(1)所述的供电电路,其中,
163.所述供电电路构成为能够在第一模式和第二模式间切换,
164.在所述第一模式中,所述第一开关和所述第二开关为接通状态,向所述第一相绕组的所述第一绕组部和所述第二绕组部以及所述第二相绕组的所述第三绕组部和所述第四绕组部供给电力,
165.在所述第二模式中,所述第一开关和所述第二开关为断开状态,向所述第一相绕组的所述第一绕组部和所述第二相绕组的所述第三绕组部供给电力,或者向所述第一相绕组的所述第二绕组部和所述第二相绕组的所述第四绕组部供给电力。
166.根据(2),在第一模式中被供给电力的绕组的匝数较多,因此扭矩提高,电感上升,电流的高次谐波成分降低,铁损降低。另一方面,在第二模式中,被供给电力的绕组的匝数较少,因此磁通减少,使得反电动势降低,能够提高高旋转侧的输出。
167.(3)根据(1)所述的供电电路,其中,
168.所述第一电路还具备第三开关(第三双向开关sw2a),
169.所述第一开关
170.与所述第一绕组部串联地设置,或者设置在所述第一臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间,
171.所述第三开关
172.与所述第二绕组部串联地设置,或者设置在所述第三臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间,
173.所述第二电路还具备第四开关(第四双向开关sw2b),
174.所述第二开关
175.与所述第三绕组部串联地设置,或者设置在所述第四臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间,
176.所述第四开关与所述第四绕组部串联地设置,或者设置在所述第六臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间。
177.根据(3),能够通过第一至第四开关的切换来切换模式,因此能够减轻控制负荷。
178.(4)根据(3)所述的供电电路,其中,
179.所述第一绕组部的匝数与所述第二绕组部的匝数不同,
180.所述第三绕组部的匝数与所述第四绕组部的匝数不同。
181.根据(4),能够使旋转电机具有3种不同的特性,因此能够进一步提高输出效率。
182.(5)根据(4)所述的供电电路,其中,
183.所述供电电路构成为能够在第一模式、第二模式和第三模式之间切换
184.在所述第一模式中,所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关为接通状态,向所述第一相绕组的所述第一绕组部和所述第二绕组部以及所述第二相绕组的所述第三绕组部和所述第四绕组部供给电力,
185.在所述第二模式中,所述第一开关和所述第二开关为接通状态,且所述第三开关和所述第四开关为断开状态,向所述第一相绕组的所述第一绕组部和所述第二相绕组的所述第三绕组部供给电力,
186.在所述第三模式中,所述第三开关和所述第四开关为接通状态,且所述第一开关和所述第二开关为断开状态,向所述第一相绕组的所述第二绕组部和所述第二相绕组的所述第四绕组部供给电力。
187.根据(5),在第一模式中被供给电力的绕组的匝数较多,因此扭矩提高,电感上升,电流的高次谐波成分降低,铁损降低。另一方面,在第二模式和第三模式中,被供给电力的绕组的匝数较少,因此磁通减少,使得反电动势降低,能够提高高旋转侧的输出。此外,在第二模式和第三模式中,被供给电力的绕组的匝数也不同,因此能够根据旋转电机的使用状况来选择适当的模式。
188.(6)根据(1)至(5)中任一项所述的供电电路,其中,
189.所述第一电路还具备:第七臂(第七臂a7),其中设置有开关元件(开关元件h7)的上臂(上臂ah7)和设置有开关元件(开关元件l7)的下臂(下臂al7)在其中点(中点p7)连接;以及第五开关(第五双向开关sw3a),
190.在与所述第一绕组部和所述第二绕组部连接的所述第一相绕组的第五绕组部(第五绕组部α3)的一端连接有所述第三臂的所述中点,
191.在所述第五绕组部的另一端连接有所述第七臂的所述中点,
192.所述第五开关与所述第五绕组部串联地设置,或者设置在所述第七臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间,
193.所述第二电路还具备:第八臂(第八臂a8),其中设置有开关元件(开关元件h8)的上臂(上臂ah8)和设置有开关元件(开关元件l8)的下臂(下臂al8)在其中点(中点p8)连接;以及第六开关(第六双向开关sw3b),
194.在与所述第三绕组部和所述第四绕组部连接的所述第二相的绕组的第六绕组部(第六绕组部β3)的一端连接有所述第六臂的所述中点,
195.在所述第六绕组部的另一端连接有所述第八臂的所述中点,
196.所述第六开关与所述第六绕组部串联地设置,或者设置在所述第八臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间。
197.根据(6),通过增加各相的绕组的绕组部的数量,能够使旋转电机具有更多的特性,因此能够进一步提高输出效率。
198.(7)根据(6)所述的供电电路,其中,
199.所述第一绕组部的匝数、所述第二绕组部的匝数以及所述第五绕组部的匝数不同,
200.所述第三绕组部的匝数、所述第四绕组部的匝数以及所述第六绕组部的匝数不同。
201.根据(7),通过增加二相绕组的绕组部的数量,进而改变绕组部的匝数,能够使旋转电机具有更多的特性,因此能够进一步提高输出效率。
202.(8)一种旋转电机系统(旋转电机系统1),具备:旋转电机(旋转电机m),其具备第一相绕组(第一相绕组α)和第二相的绕组(第二相绕组β);以及
203.向所述旋转电机供给电力的供电电路(供电电路2),其中,
204.所述第一相绕组具有第一绕组部(第一绕组部α1)和第二绕组部(第二绕组部α2),
205.所述第二相绕组具有第三绕组部(第三绕组部β1)和第四绕组部(第四绕组部β2),
206.所述供电电路具备:
207.第一电路(第一电路3),其与电源(电源b)连接,并且与所述第一相绕组连接;以及
208.第二电路(第二电路4),其相对于所述电源与所述第一电路并联连接,并且与所述第二相绕组连接,其中,
209.所述第一电路具备:第一臂至第三臂(第一臂至第三臂a1至a3),其中设置有开关元件(开关元件h1至h3)的上臂(上臂ah1至ah3)与设置有开关元件(开关元件l1至l3)的下臂(下臂al1至al3)在其中点(中点p1至p3)相连接;以及第一开关(第一双向开关sw1a),
210.在所述第一绕组部的一端连接有所述第一臂的所述中点,
211.在所述第一绕组部的另一端和所述第二绕组部的一端连接有所述第二臂的所述中点,
212.在所述第二绕组部的另一端连接有所述第三臂的所述中点,
213.所述第一开关
214.与所述第一绕组部串联地设置,或者设置在所述第一臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间,或者
215.与所述第二绕组部串联地设置,或者设置在所述第三臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间,
216.所述第二电路具备:第四臂至第六臂(第四臂至第六臂a4至a6),其中设置有开关元件(开关元件h4至h6)的上臂(上臂ah4至ah6)与设置有开关元件(开关元件l4至l6)的下臂(下臂al4至al6)在其中点(中点p4至p6)相连接;以及第二开关(第二双向开关sw1b),
217.在所述第三绕组部的一端连接有所述第四臂的所述中点,
218.在所述第三绕组部的另一端和所述第四绕组部的一端连接有所述第五臂的所述中点,
219.在所述第四绕组部的另一端连接有所述第六臂的所述中点,
220.所述第二开关
221.与所述第三绕组部串联地设置,或者设置在所述第四臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间,或者
222.与所述第四绕组部串联地设置,或者设置在所述第六臂的所述上臂的所述开关元件与所述下臂的所述开关元件之间。
223.根据(8),通过改变在向各相的绕组供给电力时被供给电力的绕组部的数量,能够使旋转电机具有不同的特性。由此,能够选择效率良好的运转点,因此能够提高输出效率。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1