提出了包括转子和定子的多相电动马达。转子具有指向定子的多个磁体，并且定子包括指向磁体的多个相位绕组。相位绕组连接至控制单元，其中这些控制单元被配置为选择性地向相位绕组施加电流，以感应作用于磁体的电磁力，从而实现转子的转动。该马达包括至少两个控制单元，其中各控制单元被配置为控制相三个相位绕组的电流供给，以使得向三个相位绕组各自供给不同的相位电流，其中所述不同的相位电流之间的相位偏移为120°，以及不存在利用相同的相位电流的两个控制单元。通过使电流分布在至少六个相位内并且利用用作单3相马达的两个或更多个控制单元，在使控制相对于传统系统简化的同时，能够在不存在高绕组电流的关联缺点的情况下进行低电压操作。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电机，尤其涉及用在电动车辆的轮毂中的多相电动马达。
技术介绍
电动车辆需要简单、安全、高效且提供良好性能的电动马达。电动马达通常属于工作电压高的电动马达和工作电压低(通常为50V以下)的电动马达这两种电动马达其中之一。高电压电动马达在用在车辆中的情况下显然会对人和动物构成较大的电击风险，因而受制于严格的安全要求，这导致这些高电压电动马达变复杂因而成为高成本的解决方案。由于功率是电流和电压的乘积，因此为了提供相同功率，低电压马达需要更高的工作电流。然而，使传统的低电压三相电动马达利用高绕组电流工作提出了包括如下问题的数个问题:需要更大的线缆和连接器、需要高电流切换所用的更复杂的控制器、需要更大电容要求以及需要低电感。另外，由于绕组的电阻所引起的热损失或铜损失(线圈电阻X线圈电流的平方)变得极大。W0 2004073157描述了意图解决该问题的具有分布式绕组的低电压电动马达。在该马达中，总电流跨数个线圈或绕组分布，从而大大降低了绕组电流。然而，单独对各线圈进行控制，从而需要具有大量电子器件的复杂控制器。在GB2462940A中也描述了低电压轮内三相电动马达。该马达具有分布在定子周围的多个独立控制的线圈组。各线圈组包括三个线圈子组，其中以不同的相位驱动各线圈子组。然而，在每个线圈组中使用相同的三个相位。该配置相对于W0 2004073157的公开内容提供了一些简化，然而由于控制器针对各线圈组需要独立的CPU控制器，因此该控制器仍很复杂。因而，尽管已知提供低电压高电流的电动马达，但需要以不会损害高性能的简单且具有成本效益的方式提供这些马达。
技术实现思路
上述和其它目的是在如下的多相电动马达中实现的，其中该多相电动马达包括转子和定子，其中:所述转子包括指向所述定子的多个磁体，以及所述定子包括配置在所述定子的圆周面周围且指向所述磁体的多个相位绕组，其中所述相位绕组连接至控制单元，所述控制单元被配置为选择性地向所述相位绕组施加电流，以感应作用于所述转子的所述磁体的电磁力，从而实现所述转子的转动。所述多相电动马达还包括至少两个控制单元，并且各控制单元被配置为控制向三个相位绕组的电流供给，以使得向所述三个相位绕组各自供给不同的相位电流，其中所述不同的相位电流之间的相位偏移为120°。此外，不存在利用相同的电流相位的两个控制单元。通过利用两个或更多个控制单元(其中这两个或更多个控制单元各自基本用作控制分离了 120°的电流相位的简单3相控制器，而且各自与其它的控制单元相比控制不同的相位)，可以使电流分布在至少六个相位。因而，能够在不存在高电流的关联缺点的情况下进行低电压操作，同时，控制相对于传统系统极大地简化。优选地，所述相位绕组是利用m个不同的电流相位其中之一进行驱动的，其中m是3的倍数且至少等于6。然后，在电流相位之间的相位偏移为360° /m的情况下是有利的。为了实现最优控制，在定子的圆周面周围的相位绕组的配置如下的情况下特别有利:利用相对于邻接的相位绕组中的电流在相位上偏移了 180° +180° /m的电流来驱动各相位绕组。因而，控制单元不连接至顺次排列的相位绕组。作为代替，所有线圈单元的相位绕组呈交错配置。因而，在设置有两个控制单元的情况下，第一控制单元控制第一个、第三个和第五个相位绕组，而第二控制单元控制第二个、第四个和第六个相位绕组。根据本专利技术的特别优选实施例，单个控制单元所控制的相位绕组是如下所述从相位绕组的序列中所选择的:如果k是控制总共m个相位电流向相位绕组的供给的控制单元的数量，则k个控制模块各自被配置为控制相位绕组1、i+m/3、i+m*2/3，其中i是满足1彡i彡k的整数。各控制单元所控制的所述三个相位绕组可以是采用Y字形结构(Y结构)或者采用德耳塔即△结构配置的。根据本专利技术的优选实施例，各控制单元包括3相半桥电路，所述3相半桥电路被配置为优选利用大致呈矩形的电流波形来使所述相位绕组(6)通电。这种控制器电路构造简单或容易利用，并且构成简单但高度有效形式的控制。由于控制器电路仅需在任一时间使所连接的三个相位绕组中的两个相位绕组通电，因此在使用矩形波形来驱动相位绕组的情况下，该控制特别简单。可选地，3相半桥电路可被配置为使用大致梯形或正弦的电流波形。根据又一实施例，至少一个控制器被配置为控制至少一个控制单元的操作。在这种配置中，针对各控制单元的控制器可以彼此独立或以某种方式联网，以提供信息的交换。在优选实施例中，中央控制器被配置为控制所有控制单元的操作，以通过控制向相位绕组施加各个不同相位电流的序列来向转子的转动提供足够精细的控制。控制器优选利用脉冲宽度调制。根据又一实施例，各相位绕组包括并联或串联连接的一个或多个线圈元件。优选地，各相位绕组包括均匀地分布在定子的圆周面的周围的至少两个线圈元件。根据又一方面，本专利技术涉及一种具有至少一个轮的电动车辆，包括如上所述的轮内电动马达。【附图说明】通过以下参考附图以示例方式给出的针对优选实施例的说明，本专利技术的其它目的和优点将变得明显。在附图中:图1示出根据本专利技术实施例的多相轮内电动马达；图2a示出针对多相电动马达的各相的顺次排列的相位绕组所用的感应电压波形；图2b示出多相电动马达的顺次排列的相位绕组所用的驱动电流波形；图3示意性示出根据本专利技术实施例的多相电动马达的3相模块化控制配置；图4示意性示出单个3相模块化控制单元；以及图5示意性示出根据本专利技术实施例的多相电动马达的中央控制单元。【具体实施方式】在以下说明中，以各种方式参考电机和电动马达。术语“电机”通常被理解为涵盖电动马达和发电机这两者。然而，在本专利技术的上下文中，术语电动马达不限于将电能转换成运动的配置，而且还意图包含运动可以生成电力的配置。因而，在本专利技术中，可以互换地使用术语电机和发电机，而并未意图区分这两者的含义。在以下说明所参考的各个图中，针对相同的部分使用相同的附图标记。图1示出适合轮毂使用的、即适合安装在电动车辆的轮毂中的电机。该电机包括固定的内定子1和绕定子1可转动的外转子2。在转子2和定子1之间，存在小的空气隙3。在例示实施例中，转子配置在内定子的外部；然而，应当理解，可以反转这些元件的位置以提供转动的内转子和固定的外定子。内定子1由磁性材料制成并且安装至轴4。在定子1的外周上，定子1配置有聚集了线圈元件6的多个槽5。槽5大致定义了突出部分，其中在这些突出部分的周围配置有线圈元件6。在例示实施例中，定子1具有18个槽5，因而配置有18个线圈元件6。在转子20绕定子转动时，在具有与相邻线圈元件6中所感应出的电压的相位不同的相位的各线圈元件6中感应出电压或emf。在例示实施例中，线圈元件具有在图1中的字母A、B、C、D、E、F、G、H和I所示的九个不同相位处的感应电压。另外，两个线圈元件6将具有相同的感应电压当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多相电动马达，包括转子(2)和定子(1)，其中：所述转子包括指向所述定子(1)的多个磁体(7)，以及所述定子(2)包括配置在所述定子的圆周面周围且指向所述磁体的多个相位绕组(6)，其中所述相位绕组(6)连接至控制单元(10)，所述控制单元(10)被配置为选择性地向所述相位绕组施加电流，以感应出作用于所述转子的所述磁体的电磁力，从而实现所述转子的转动，其中，所述多相电动马达还包括至少两个控制单元(10)，各控制单元(10)被配置为控制向三个相位绕组(6)的电流供给，以使得向所述三个相位绕组各自供给不同的相位电流，其中所述不同的相位电流之间的相位偏移为120°，以及不存在利用相同的电流相位的两个控制单元。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·曼德尔，
申请(专利权)人：GEM发动机公司，
类型：发明
国别省市：斯洛文尼亚;SI
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