一种三相永磁无刷电动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及双速永磁无刷电动机，更具体地说，涉及一种具有主副绕组的三相永磁伺服电动机，该电动机适用于电动滑板车、电动自行车、电动摩托车等应用。
【背景技术】
[0002]在电流不变的情况下，为了使电机低速时能够输出大的力矩，必须通过增加每相绕组匝数来提高力矩系数。但是，力矩系数大的电机，其最高转速就低，常常无法满足最高转速的要求。输出大的力矩就不能输出大的转速，这是电机设计中不可调和的矛盾。
[0003]解决上述矛盾的方法有两种:
[0004](I)通过超前角控制方法，采用驱动控制的方法来扩展转速范围。这种方法的本质是，利用电流来影响转子磁场，产生类似的弱磁升速的效果。这种方法的缺点是，弱磁需要消耗能量，电机电流增大，导致电机和驱动器发热，电机效率变低。这种方法只能在发热和效率要求不高，转速扩展范围不大的场合采用。
[0005](2)采用双绕组甚至更多绕组的电机，通过继电器或手动开关，改变和切换绕组匝数的多少来改变电机的电势系数和力矩系数，电势系数与转速成正比，同时与匝数成正比。当然电势系数也与力矩系数成正比，因此匝数也正比于力矩。这种方法的缺点是，电机的引出线成倍增加，继电器的接点或手动开关的数量很多，电机制造工艺复杂，生产成本高，特别是切换过程的可靠性和电磁兼容很成问题。因此该方法几乎没有实用性。20?30年前，在两相交流异步电机的有极调速中，曾经广泛地采用改变副绕组匝数来调速的方法，但其原理完全不同，它是通过调整两相绕组不对称来调速的。由于该方法只需要单刀开关，多一种转速多一根引出线，非常方便，因此被广泛应用。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型采用具有主副绕组的三相永磁伺服电动机，通过继电器切换副绕组是否投入运行的方法，改变电机的电势系数和力矩系数。主副绕组同时投入运行为低速大力矩模式，主绕组投入运行为高速小力矩模式。
[0007]按照本实用新型提供的一种三相永磁无刷电动机采用的主要技术方案为:包括安装在壳体内的转子永磁钢体和定子铁芯，所述定子铁芯上安装有三相绕组，所述定子铁芯上设置有用于安装每一相所述绕组的齿和槽，还包括一切换电路，所述三相绕组中的每一相绕组均包括与所述切换电路相连接的主绕组和副绕组，所述切换电路切换副绕组是否投入运行实现改变电机的电势系数和力矩系数。
[0008]本实用新型提供的三相永磁无刷电动机还可具有如下附属技术特征:
[0009]安装每一相所述绕组的齿和槽的数量均为2Nx3个，N= 1、2、3……为自然数，每相所述绕组安装在2N的所述齿和槽上，每相所述绕组由N个所述主绕组和N个所述副绕组构成，主绕组的匝数K1，副绕组匝数K2。
[0010]所述主绕组和所述副绕组为沿所述定子铁芯圆周方向间隔设置，所述主绕组和所述副绕组为主副的顺序间隔设置。
[0011]安装每一相所述绕组的齿和槽的数量为2N个，N= 1、2、3……为自然数，每相所述绕组由2N个所述主绕组和2N个所述副绕组构成，所述主绕组的匝数为K1，所述副绕组匝数为K2。
[0012]所述主绕组安装在偶数的所述齿上，所述副绕组安装在偶数的所述齿的外层。
[0013]安装每一相所述绕组的齿和槽的数量为2Ν个，N= 1、2、3……为自然数，每相所述绕组由2Ν个所述主绕组和2Ν个所述副绕组构成，所述主绕组和所述副绕组同时装绕在偶数的所述齿上。
[0014]所述主绕组和所述副绕组的匝数相同，即所述主绕组的匝数Kl等于所述副绕组匝数Κ2。
[0015]三相所述绕组中的主绕组和副绕组形成Y型连接，引出所述主绕组的首端U1、V1、Wl和副绕组的首端U2、V2、W2，再按主、副绕组反电势迭加方式将主绕组的首端U1、V1、Wl分别与副绕组的尾端U20、V20、W20串联。
[0016]所述切换电路包括控制器以及与所述控制器相连接的继电器，所述继电器与所述主绕组和副绕组相连接。
[0017]当所述继电器的输入端分别切换到与副绕组的首端U2、V2、W2相联时，所述继电器的输出U、V、W形成所述主绕组和所述副绕组串联的Y型连接，此时每相所述绕组的总匝数为K1+K2 ;当所述继电器的输入端分别切换到与所述主绕组的首端Ul、V1、Wl相联时，此时所述副绕组为开路，所述继电器的输出u、v、w形成的所述主绕组的Y型连接，此时每相所述绕组总匝数为Kl。
[0018]采用本实用新型提供的三相永磁无刷电动机带来的有益效果为:
[0019](I)仅仅需要一个3刀2掷开关的继电器。与传统方法比较开关数量减少一半。
[0020](2)三相永磁伺服电动机的引出线从3根仅仅增加到6根。与传统方法比较引出线数量减少一半。
[0021](3)主、副绕组与3种不同的布置方法，可以满足不同的需要。
[0022](4)通过继电器切换时序，可以解决可靠性和电磁兼容问题。
[0023]简化了结构和制造工艺。本实用新型通过继电器切换，主副绕组同时投入实现低速大力矩运行模式，主绕组投入实现高速小力矩运行模式。两种模式正好非常适合于电动滑板车、电动自行车、电动摩托车等应用。每相绕组各有主绕组，副绕组，并可采用集中绕组，分散绕组，并绕等方式排列绕线.主绕组的匝数K1，副绕组匝数K2。并由一组三相单刀双掷型接点开关切换主绕线与副绕线，使电动机能在不同运行速度，不同负载条件，得到比较于单一绕组更佳的低速高扭力及高效率输出特性。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型实施例一的电路原理图。
[0025]图2为本实用新型实施例二的电路原理图。
[0026]图3为本实用新型实施例三的电路原理图。
[0027]图4为本实用新型的结构图。
[0028]图5为本实用新型实施例一的结构图。
[0029]图6为本实用新型实施例二的结构图。
[0030]图7为本实用新型实施例三的结构图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图对本实用新型做进一步的详述:
[0032]如图1至图7所示，按照本实用新型提供的一种三相永磁无刷电动机的实施例，包括安装在壳体内的转子永磁钢体和定子铁芯，所述定子铁芯上安装有三相绕组U、V、W，所述定子铁芯上设置有用于安装每一相所述绕组的齿2和槽3，还包括一切换电路1，所述三相绕组中的每一相绕组均包括与所述切换电路I相连接的主绕组和副绕组，所述切换电路切换副绕组是否投入运行实现改变电机的电势系数和力矩系数。采用具有主副绕组的三相永磁伺服电动机，通过继电器切换副绕组是否投入运行，改变电机的电势系数和力矩系数。主副绕组同时投入运行为低速大力矩模式，主绕组投入运行为高速小力矩模式，两种模式正好非常适合于电动滑板车、电动自行车、电动摩托车等应用。
[0033]参见图1和图5，按照本实用新型提供的三相永磁无刷电动机的实施例一，安装每一相所述绕组的齿2和槽3的数量各为2Nx3个，N = 1、2、3……为自然数，每相所述绕组安装在偶数的所述齿2上，每相所述绕组由N个所述主绕组和N个所述副绕组构成，主绕组的匝数K1，副绕组匝数K2，所述主绕组和所述副绕组为沿所述定子铁芯圆周方向间隔设置，所述主绕组和所述副绕组为主副的顺序间隔设置。
[0034]参见图2和图6，按照本实用新型提供的三相永磁无刷电动机的实施例二，安装每一相所述绕组的齿2和槽3的数量各为2Nx3个，N = 1、2、3……为自然数，每相所述绕组由2N个所述主绕组和2N个所述副绕组构成，所述主绕组的匝数为K1，所述副绕组匝数为K2，所述主绕组安装在偶数的所述齿上，所述副绕组安装在偶数的所述齿的外层。
[0035]参见图3和图7，按照本实用新型提供的三相永磁无刷电动机的实施例三，安装每一相所述绕组的齿2和槽3的数量各为2Nx3个，N = 1、2、3……为自然数，每相所述绕组由2N个所述主绕组和2N个所述副绕组构成，所述主绕组和所述副绕组同时装绕在偶数的所述齿上，所述主绕组