一种电磁结构可变的电机及其控制方法技术

技术编号:20277904 阅读:30 留言:0更新日期:2019-02-02 05:40
本发明专利技术涉及一种电磁结构可变的电机及其控制方法,特别涉及一种变匝数电机系统拓扑结构,该结构可依据设计切换匝数,适用于多种工况交变运行下电机运行,提高系统调速范围,同时可用一备一余度工作,属于电机结构设计技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁结构可变的电机及其控制方法
本专利技术涉及一种电磁结构可变的电机及其控制方法,特别涉及一种变匝数电机系统拓扑结构,该结构可依据设计切换匝数,适用于多种工况交变运行下电机运行,提高系统调速范围,同时可用一备一余度工作,属于电机结构设计

技术介绍
传统电机系统拓扑确定后,受限于电压体系,电机运行转速调整范围有限;若电机系统有高速、低转矩运行需求时一般通过降低匝数来实现,这样的弊端会影响低速时转矩输出,或者更高的电流密度实现了转矩而降低了运行可靠性。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提出一种电磁结构可变的电机及其控制方法,该结构可依据设计切换匝数,适用于多种典型工况交变运行下电机运行,提高系统调速范围;同时可用一备一余度工作。本专利技术的技术解决方案是:一种电磁结构可变的电机,该电机中的定子包括定子铁心1、绕线2和转接板3;绕线2包括若干套m相绕组,每套m相绕组的出线端均与转接板3连接,m为自然数,m优选三、五、七,当m为三时,每套三相绕组出线端分别为AX、BY、CZ;每套三相绕组出线端中的X端带有两个开关,两个开关分别为第一开关和第二开关,其中,第一开关闭合时,该套三相绕组中的X端与电源负端连接;第二开关闭合时,该套三相绕组中的X端与其他三相绕组中的A端实现电的连通;每套三相绕组出线端中的Y端带有两个开关,两个开关分别为第一开关和第二开关,其中,第一开关闭合时,该套三相绕组中的Y端与电源负端连接;第二开关闭合时,该套三相绕组中的Y端与其他三相绕组中的B端实现电的连通;每套三相绕组出线端中的Z端带有两个开关,两个开关分别为第一开关和第二开关,其中,第一开关闭合时,该套三相绕组中的Z端与电源负端连接;第二开关闭合时,该套三相绕组中的Z端与其他三相绕组中的C端实现电的连通;每套三相绕组出线端中的A端带有开关定义该开关为第三开关,当该第三开关闭合时,该套三相绕组中的A端与其他三相绕组中的A端、电源正端中的A端实现电的连通;每套三相绕组出线端中的B端带有开关定义该开关为第三开关,当该第三开关闭合时,该套三相绕组中的B端与其他三相绕组中的B端、电源正端中的B端实现电的连通;每套三相绕组出线端中的C端带有开关定义该开关为第三开关,当该第三开关闭合时,该套三相绕组中的C端与其他三相绕组中的C端、电源正端中的C端实现电的连通;一种电磁结构可变的电机的控制方法,该电机的工作模式包括每套m相绕组单独工作、至少两套m相绕组串联工作和至少两套m相绕组串联工作;其中每套m相绕组(以第一套m相绕组为例)单独工作时的方法步骤包括:第一套m相绕组中的第一开关和第三开关均闭合,第一套m相绕组中的第二开关打开,其他套m相绕组中的第一开关、第二开关、第三开关均打开;至少两套m相绕组串联(以第一套m相绕组和第二套m相绕组串联为例)工作时的方法步骤包括:第一套m相绕组的第一开关打开,第一套m相绕组的第二开关闭合,第一套m相绕组的第三开关闭合,第二套m相绕组的第一开关闭合,第二套m相绕组的第二开关闭合,第二套m相绕组的第三开关打开。至少两套m相绕组并联(以第一套m相绕组和第二套m相绕组并联为例)工作时的方法步骤包括:第一套m相绕组的第一开关闭合,第一套m相绕组的第二开关打开,第一套m相绕组的第三开关闭合,第二套m相绕组的第一开关闭合,第二套m相绕组的第二开关打开,第二套m相绕组的第三开关闭合。本专利技术具有如下有益效果:(1)本专利技术的电磁结构可变的电机,采用转接板实现电机绕组的切换,利用单一的开关完成了电机运行状态的更改;电机端部前增加了转接板,绕组各相绕组与转接板连接,实现上述切换电机结构进行适应性改进,绕组端部设计了转接板。转接板接入每路绕组;(2)本专利技术的电磁结构可变的电机,采用了多绕组形式,本身可以提高电机工作的可靠性,可以进行冗余切换;(3)本专利技术的电磁结构可变的电机,可以自行根据自身运行状态进行切换,对外控制单一,简单易于实现;(4)本专利技术转化为工程应用后能有效扩大同款电机应用范围,提高系统可靠性。航天机电伺服技术应用领域项目、机电伺服拓展领域项目均可。传统电机系统拓扑确定后,受限于电压体系,电机运行转速调整范围有限;若电机系统有高速、低转矩运行需求时一般通过降低匝数来实现,这样的弊端会影响低速时转矩输出,或者更高的电流密度实现了转矩而降低了运行可靠性。附图说明图1为本专利技术的定子的结构示意图;图2为本专利技术的绕组的连接示意图。具体实施方式一种电磁结构可变的电机,该电机中的定子包括定子铁心1、绕线2和转接板3;绕线2包括若干套m相绕组,每套m相绕组的出线端均与转接板3连接,m为自然数,m优选三、五、七,当m为三时,每套三相绕组出线端分别为AX、BY、CZ;每套三相绕组出线端中的X端带有两个开关,两个开关分别为第一开关和第二开关,其中,第一开关闭合时,该套三相绕组中的X端与电源负端连接;第二开关闭合时,该套三相绕组中的X端与其他三相绕组中的A端实现电的连通;每套三相绕组出线端中的Y端带有两个开关,两个开关分别为第一开关和第二开关,其中,第一开关闭合时,该套三相绕组中的Y端与电源负端连接;第二开关闭合时,该套三相绕组中的Y端与其他三相绕组中的B端实现电的连通;每套三相绕组出线端中的Z端带有两个开关,两个开关分别为第一开关和第二开关,其中,第一开关闭合时,该套三相绕组中的Z端与电源负端连接;第二开关闭合时,该套三相绕组中的Z端与其他三相绕组中的C端实现电的连通;每套三相绕组出线端中的A端带有开关定义该开关为第三开关,当该第三开关闭合时,该套三相绕组中的A端与其他三相绕组中的A端、电源正端中的A端实现电的连通;每套三相绕组出线端中的B端带有开关定义该开关为第三开关,当该第三开关闭合时,该套三相绕组中的B端与其他三相绕组中的B端、电源正端中的B端实现电的连通;每套三相绕组出线端中的C端带有开关定义该开关为第三开关,当该第三开关闭合时,该套三相绕组中的C端与其他三相绕组中的C端、电源正端中的C端实现电的连通;一种电磁结构可变的电机的控制方法,该电机的工作模式包括每套m相绕组单独工作、至少两套m相绕组串联工作和至少两套m相绕组串联工作;其中每套m相绕组(以第一套m相绕组为例)单独工作时的方法步骤包括:第一套m相绕组中的第一开关和第三开关均闭合,第一套m相绕组中的第二开关打开,其他套m相绕组中的第一开关、第二开关、第三开关均打开;至少两套m相绕组串联(以第一套m相绕组和第二套m相绕组串联为例)工作时的方法步骤包括:第一套m相绕组的第一开关打开,第一套m相绕组的第二开关闭合,第一套m相绕组的第三开关闭合,第二套m相绕组的第一开关闭合,第二套m相绕组的第二开关闭合,第二套m相绕组的第三开关打开。至少两套m相绕组并联(以第一套m相绕组和第二套m相绕组并联为例)工作时的方法步骤包括:第一套m相绕组的第一开关闭合,第一套m相绕组的第二开关打开,第一套m相绕组的第三开关闭合,第二套m相绕组的第一开关闭合,第二套m相绕组的第二开关打开,第二套m相绕组的第三开关闭合。如图1所示,在A、B、C两套绕组与控制驱动之间增加了K1~K5可控开关。辨识工况需求后,通过开关模式切换来实现匝数的变换,进而改变运行方式。实现上述切换电机结构进行适应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁结构可变的电机,其特征在于:该电机中的定子包括定子铁心、绕线和转接板;绕线包括若干套m相绕组,每套m相绕组的出线端均与转接板连接。

【技术特征摘要】
1.一种电磁结构可变的电机,其特征在于:该电机中的定子包括定子铁心、绕线和转接板;绕线包括若干套m相绕组,每套m相绕组的出线端均与转接板连接。2.根据权利要求1所述的一种电磁结构可变的电机,其特征在于:绕组的相数为三、五或七。3.根据权利要求2所述的一种电磁结构可变的电机,其特征在于:每套三相绕组出线端分别为AX、BY、CZ,每套三相绕组出线端中的X端带有两个开关,两个开关分别为第一开关和第二开关,其中,第一开关闭合时,该套三相绕组中的X端与电源负端连接;第二开关闭合时,该套三相绕组中的X端与其他三相绕组中的A端连接;每套三相绕组出线端中的Y端带有两个开关,两个开关分别为第一开关和第二开关,其中,第一开关闭合时,该套三相绕组中的Y端与电源负端连接;第二开关闭合时,该套三相绕组中的Y端与其他三相绕组中的B端连接;每套三相绕组出线端中的Z端带有两个开关,两个开关分别为第一开关和第二开关,其中,第一开关闭合时,该套三相绕组中的Z端与电源负端连接;第二开关闭合时,该套三相绕组中的Z端与其他三相绕组中的C端连接;每套三相绕组出线端中的A端带有开关定义该开关为第三开关,当该第三开关闭合时,该套三相绕组中的A端与其他三相绕组中的A端、电源正端中的A端连接;每套三相绕组出线端中的B端带有开关定义该开关为第三开关,当该第三开关闭合时,该套三相绕组中的B端与其他三相绕组中的B端、电源正端中的B端连接;每套三相绕组出线端中的C端带有开关定义该开关为第三开关,当该第三开关闭合时,该套三相绕组中的C端与其他三相绕组中的C端、电源正端中的C端连接。4.一种权利要求1-3任一所述的电磁结构可变的电机的控制方法,其特征在于:该电机的工作模式包括每套m相绕组单独工作、至少两套m相绕组串联工作和至少两套m相绕组串联工作。5.根据权利要求4所述的一种电磁结构可变的电机的控制方法,其特征在于:第一套m相绕组单独工作时的方法步骤包括:第一套m相绕组中的第一开关和第三开关均闭合,第一套m相绕组中的第二开关打开,其他套m相绕组中的第一开关、第二开关、第三开关均打开。6.根据权利要求4所述的一种电磁结构可变的电机的控制方法,其特征在于:第一套m相绕组和第二套m相绕组串联工作时的方法步骤包括:第一套m相绕组的第一开关打开,第一套m相绕组的第二开关闭合,第一套m相绕组的第三开关闭合,第二套m相绕组的第一开关闭合,第二套m相绕组的第二开关闭合,第二套m相绕组的第三开关打开。7.根据权利要求4所述的一种电磁结构可变的电机的控制方法,其特征在于:第一套m相绕组和第二套m相绕组并联工作时的方法步骤包括:第一套m相绕组的第...

【专利技术属性】
技术研发人员:魏娟于洋赵国平郭喜彬袁静国宋显成
申请(专利权)人:北京精密机电控制设备研究所中国运载火箭技术研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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