一种配有绕组电控切换机构的永磁电机制造技术

本实用新型专利技术为一种配有绕组电控切换机构的永磁电机，电机每相有2个相同的分绕组，各有2个引出接点，切换机构为5组三相磁保持继电器，每组3个吸合开关两两相连，电机绕组的每个引出接点各与2个吸合开关的接入触点连接，切换控制器控制各组三相磁保持继电器的闭合或断开，使电机绕组为星形或三角形串并联中的一种。电机可配2个相同的绕组，各接切换机构。切换控制器连接主控制器。切换控制器根据主控制器指令对三相磁保持继电器的吸合或断开控制，切换电机绕组的连接方式。绕组切换时，2个绕组轮流断开，使电机输出扭矩不变。本实用新型专利技术通过连接方式切换，实现转矩和转速的调节；双绕组结构实现无扭矩波动的平滑切换；切换机构简单可靠。

Permanent magnet motor with winding electric control switching mechanism

The utility model relates to a permanent magnet motor equipped with electronically controlled switching mechanism of motor windings, each phase has the same 2 winding, each of the 2 leading out contact, switching mechanism for 5 groups of three-phase magnetic latching relay, each of 3 pull switch 22 is connected to the access contact of each motor winding leads to the contact with the 2 pull the connection of the switches, switching controller control of each three-phase magnetic latching relay is closed or disconnected, the motor winding is a star or a series of triangles in parallel. The motor can be provided with 2 identical windings. Switch controller. The switching controller controls the attraction or disconnection of the three-phase magnetic latching relay according to the main controller instruction. When the winding is switched, the 2 windings are switched off, so that the output torque of the motor is unchanged. The utility model can realize the adjustment of the torque and the rotational speed through the connection mode, and the double winding structure can realize smooth switching without torque fluctuation.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及永磁电机技术，具体为一种配有绕组电控切换机构的永磁电机。
技术介绍
永磁同步电机具有效率高，体积小，重量轻，维护简单等优点，目前广泛应用于各种工业和民用场合，逐渐取代直流电机和交流异步电机。但是永磁同步电机采用了永磁材料，且绕组线圈的内部匝数是无法改变的，会产生固有的反电势，使其调速范围受到限制。在电机输入相同电流的情况下，其输出绕组分别为星形串联、三角形串联、星形并联、三角形并联时，电机转速由低到高改变化，而电机输出扭矩由高到低变化。因此通过切换机构将电机的输出绕组转换为星形串联、并联或三角形串联、并联的连接方式，就能改变电机绕组匝数，从而改变固有反电势幅值，使电机输出不同的转矩与转速。目前已经有使用步进电机控制切换开关来实现电机绕组星形和三角形的串并联切换的成功案例。现有的这种串并联切换方案存在两大问题，首先，切换机构复杂，可靠性低，成本高，其次切换过程中电机输出扭矩波动大，因切换电机绕组时必须先切断电流，此时电机输出扭矩为零。
技术实现思路
本技术的目的是设计一种配有绕组电控切换机构的永磁电机，电机的三相绕组的每相中有2个相同的分绕组。每个分绕组有2个引出接点，三相共有12个引出接点。本技术的切换机构为5组三相磁保持继电器，每组有3个吸合开关，电机绕组的引出接点与各吸合开关的接入触点连接，切换控制器控制各组三相磁保持继电器的闭合或断开状态，使电机三相绕组为不同连接方式。本技术设计的一种配有绕组电控切换机构的永磁电机，电机的三相绕组的每相为2个相同的分绕组。每个分绕组有2个引出接点，三相共有12个引出接点。本技术的切换机构为5组三相磁保持继电器，每组三相磁保持继电器有同步开闭的三个相同的吸合开关，5组三相磁保持继电器的吸合开关两两相连，电机三相分绕组的每个引出接点各与2个吸合开关的接入触点连接。切换控制器分别连接各组三相磁保持继电器中的吸合线圈，控制各组三相磁保持继电器为闭合或断开状态，使电机三相绕组为星形串联、并联或三角形串联、并联的4种连接方式中的一种。切换控制器经CAN总线与电机的主控制器连接，接收主控制器的有关切换电机绕组连接方式的指令。电机的主控制器经电机伺服驱动器与电机绕组连接，控制绕组的输入电流与扭矩。为了避免切换电机分绕组时电机输出扭矩的波动，本技术的电机配置有2个相同的绕组，双绕组结构，可以看作一个双绕组电机，或者看作两个并联电机，运行电流成倍增加。电机的主控制器经2个电机伺服驱动器分别与2个绕组连接。2个绕组分别按相同方式连接一套相同的5组三相磁保持继电器的切换机构，2套5组三相磁保持继电器的吸合线圈均与切换控制器连接，切换控制器同步控制吸合线圈的通电或断电；从而控制各组三相磁保持继电器的吸合状态。执行绕组切换时，主控制器先切断第一绕组的电流，第二绕组的连接方式不变，但是主控制器增大其输入电流一倍，使电机输出扭矩不变；当第一绕组切换完毕，主控制器开始重新向第一绕组输入电流时，同时第二绕组输入电流相应减小，保持电机总输出扭矩不变。第一绕组输入电流恢复正常时，第二绕组的输入电流已减为原值；切换控制器开始第二绕组的切换，过程与第一绕组切换过程相同。这样在绕组切换过程中不会产生电机扭矩波动。所述三相磁保持继电器包括吸合线圈、吸合联动杆以及3个吸合开关，3个吸合开关的三对接入触点分别与电机绕组的各引出接点连接，三对接入触点配有三个连接片。三个连接片的一端各连接三对接入触点中的一个、且固定于吸合联动杆，三个连接片的另一端则与三对接入触点的另一个保持间隔或者相接触，吸合联动杆一端与吸合线圈铁芯连接，吸合联动杆连接弹簧一端，弹簧的另一端固定于本继电器壳体。当吸合线圈通电、本组继电器吸合时，吸合联动杆被吸合线圈的铁芯拉动，带着其上的三个连接片移动，连接片上端分别与对应的接入触点相贴接触，即三个连接片接通三对接入触点，3个吸合开关闭合。反之，当吸合线圈断电、本组继电器断开时，弹簧使吸合联动杆回位，其上的三个连接片上端移离相应的接入触点、保持间隙不接触，即三对接入触点被断开，3个吸合开关断开。为了检测继电器的通断状态，在继电器外壳旁侧安装1个光耦传感器，与切换控制器连接。吸合联动杆的另一端安装有挡片，当本组继电器吸合时，吸合联动杆被吸合线圈拉动，其挡片处于光耦传感器前方，阻挡其光线，光耦传感器发出吸合信号送入切换控制器，切换控制器凭此信号判断此组继电器处于吸合状态。反之，吸合线圈断电不工作时，弹簧使吸合联动杆回位，挡片移离光耦传感器前方，光耦传感器光线正常发送接收，切换控制器根据此时光耦传感器的断开信号，判断此组继电器处于断开状态。吸合联动杆的挡片与继电器的吸合线圈工作同步，切换控制器同步获得继电器的通断状态反馈信号。与现有技术相比，本技术一种配有绕组电控切换机构的永磁电机的优点为：1、通过电控的切换机构可选择各相分绕组为星形、三角形的串、并联的连接方式中的任一种，改变绕组线圈匝数，实现永磁电机转矩和转速的调节；2、电机的双绕组结构和双切换机构，可实现无扭矩波动的绕组连接方式的平滑切换；3、切换机构的三相磁保持继电器，机械结构简单，成本低，接线较为方便，电接触可靠性好，零部件均为模块化部件维修方便。附图说明图1为本配有绕组电控切换机构的永磁电机实施例的电机双绕组嵌线示意图；图2为本配有绕组电控切换机构的永磁电机实施例接于第一绕组的第一组三相磁保持继电器吸合状态结构示意图；图3为图2断开状态结构示意图；图4为本配有绕组电控切换机构的永磁电机实施例的电路结构框图；图5为本配有绕组电控切换机构的永磁电机实施例的各相分绕组星形串联连接方式的电路示意图。图中标号为：吸合线圈1，弹簧2，吸合联动杆3，挡片4，光耦传感器5，吸合开关K11，K21，K31。具体实施方式以下通过实施例和附图详细说明本技术。配有绕组电控切换机构的永磁电机实施例本例电机为双绕组结构，即电机绕组由并联的第一绕组和第二绕组组成，电机的主控制器经第一电机伺服驱动器和第二电机伺服驱动器分别与第一绕组和第二绕组连接。双绕组嵌线示意图如图1所示，两个绕组的每相均有2个分绕组。第一绕组U相2个分绕组的引出接点为：UA1、UA2，UB1、UB2；UA1接出第一绕组U1相引出线；第一绕组V相2个分绕组的引出接点为：VA1、VA2，VB1、VB2；VA1接出第一绕组V1相引出线；第一绕组W相2个分绕组的引出接点为：WA1、WA2，WB1、WB2；WA1接出第一绕组W1相引出线；第二绕组U相2个分绕组的引出接点为：UC1、UC2，UD1、UD2；UC1接出第二绕组U2相引出线；第二绕组V相2个分绕组的引出接点为：VC1、VC2，VD1、VD2；VC1接出第二绕组V2相引出线；第二绕组W相2个分绕组的引出接点为：WC1、WC2，WD1、WD2。WC1接出第二绕组W2相引出线；每个绕组12个引出接点，双绕组一共24个引出接点与切换机构接线。2个绕组分别连接一套相同的5组三相磁保持继电器的切换机构，2套5组三相磁保持继电器的吸合线圈均与切换控制器连接，由切换控制器同步控制。本例接于第一绕组的第一组三相磁保持继电器的结构如图2和3所示，包括吸合线圈1，吸合联动杆3以及3个吸合开关K11，K21，K31。3个吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配有绕组电控切换机构的永磁电机，电机的三相绕组的每相为2个相同的分绕组；每个分绕组有2个引出接点，三相共有12个引出接点；电机的主控制器经电机伺服驱动器与电机绕组连接，控制绕组的输入电流与扭矩；其特征在于：本电机的切换机构为5组三相磁保持继电器，每组三相磁保持继电器有同步开闭的三个相同的吸合开关，5组三相磁保持继电器的吸合开关两两相连，电机三相分绕组的每个引出接点各与2个吸合开关的接入触点连接；切换控制器分别连接各组三相磁保持继电器中的吸合线圈，控制各组三相磁保持继电器为闭合或断开状态，使电机三相绕组为星形串联、并联或三角形串联、并联的4种连接方式中的一种；切换控制器经CAN总线与电机的主控制器连接，接收主控制器的有关切换电机绕组连接方式的指令。

【技术特征摘要】
1.一种配有绕组电控切换机构的永磁电机，电机的三相绕组的每相为2个相同的分绕组；每个分绕组有2个引出接点，三相共有12个引出接点；电机的主控制器经电机伺服驱动器与电机绕组连接，控制绕组的输入电流与扭矩；其特征在于：本电机的切换机构为5组三相磁保持继电器，每组三相磁保持继电器有同步开闭的三个相同的吸合开关，5组三相磁保持继电器的吸合开关两两相连，电机三相分绕组的每个引出接点各与2个吸合开关的接入触点连接；切换控制器分别连接各组三相磁保持继电器中的吸合线圈，控制各组三相磁保持继电器为闭合或断开状态，使电机三相绕组为星形串联、并联或三角形串联、并联的4种连接方式中的一种；切换控制器经CAN总线与电机的主控制器连接，接收主控制器的有关切换电机绕组连接方式的指令。2.根据权利要求1所述的配有绕组电控切换机构的永磁电机，其特征在于：所述电机配置有2个相同的绕组，2个绕组分别按相同方式连接一套相同的5组三相磁保持继电器的切换机构，2套5组三相磁保持继电器的吸合线圈均与切换控制器连接。3.根据权利要求1或2所述的配有绕组电控切换机构的永磁电机，其特征在于：所述三相磁保持继电器包括吸合线圈(1)、吸合联动杆(3)以及3个吸合开关，3个吸合开关的三对接入触点分别与电机绕组的各引出接点相连接，三对接入触点配有三个连接片；三个连接片的一端各连接三对接入触点中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕虹，韦熙，廖政，李智，
申请(专利权)人：桂林星辰混合动力有限公司，
类型：新型
国别省市：广西;45