直流无刷电机及使用其的电动助力转向系统技术方案

本发明专利技术提供一种直流无刷电机，包括第一子电机和第二子电机，其所述第一子电机和第二子电机具有各自独立的定子和共同的转子，所述第一子电机的定子包括若干齿和绕组，第二子电机的定子包括若干齿和绕组，所述第一子电机的齿和第二子电机的齿在径向上交错排布或在轴向上并列排布，所述第一子电机和第二子电机被设定为共同作为一台电机运行以输出正常功率，但其中一台电机发生故障时，另一台子电机独立运行以提高直流无刷电机的可靠性和安全性。本发明专利技术还提供一种使用该直流无刷电机的电动助力转向系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机领域，更具体地，涉及一种直流无刷电机及使用该直流无刷电机的电动助力转向系统。
技术介绍
直流无刷电机包括具有绕组的定子、具有永磁体的转子以及用于给定子供电的控制器。现有的一种直流无刷电机的定子通常包括一个定子铁心，缠绕于定子铁心上的绕组。所述绕组包括m相绕组，每相绕组包括多个并联支路。当所述绕组的其中一个支路断开时，会造成该相绕组与其他相绕组的不平衡，导致电机转矩波动大，电机振动大。特别是方向盘的助力转向系统的直流无刷电机发生故障时，如果驾驶员转动方向盘，甚至可能造成线圈短路，产生短路电流，进而产生制动力矩，阻碍转动方向盘转动，因此，这种现有的直流无刷电机存在极大的安全隐患。因此，亟需一种改善方案。
技术实现思路
因此，本专利技术提出一种直流无刷电机，包括第一子电机和第二子电机，所述第一子电机和第二子电机具有各自独立的定子和共同的转子，所述第一子电机的定子包括若干齿和绕组，第二子电机的定子包括若干齿和绕组，所述第一子电机和第二子电机可以共同作为一台电机运行，也可以分别独立运行，所述第一子电机的齿和第二子电机的齿在径向上交错排布或在轴向上并列排布。其中，所述直流无刷电机为两相电机，其转子极数Np和定子槽数Ns均为偶数，且满足关系式：或者，所述无刷直流为三相电机，其转子极数Np和定子槽数Ns满足关系式：其中，Np为偶数，Ns＝6k,k＝1,2,3...。较佳地，所述第一子电机的齿和第二子电机的齿在径向上均匀交错排布。比如，所述直流无刷电机的定子槽数为12，第一子电机和第二子电机分别包括6个齿，所述6个齿分为两U相齿、两V相齿和两W相齿，相同相位的两个齿之间呈180°对称分布；或者，相同相位的两个齿之间均间隔90°。可选地，所述第一子电机的齿和第二子电机的齿在径向上呈非均匀交错排布。比如：所述直流无刷电机的定子槽数为12，第一子电机和第二子电机分别包括6个齿，所述6个齿分为两U相齿、两V相齿和两W相齿，所述两U相齿之间间隔180°，两V相齿之间间隔180°，两W相齿之间间隔90°；或者，所述两U相齿之间间隔180°，两V相齿之间间隔90°，两W相齿之间间隔90°。可选地，所述第一子电机的齿在周向上依次相邻大致构成半圆环形，所述第二子电机的齿在周向上依次相邻并大致构成半圆环形。可选地，所述第一子电机包括6个齿，其中U相齿、V相齿和W相齿分别为2个，第二子电机也包括6个齿，其中U相齿、V相齿和W相齿分别为2个，所述直流无刷电机的定子的槽数为12。可选地，所述第一子电机包括相互间隔的第一组齿和第二组齿，所述第一组齿中的若干齿依次相邻，所述第二组齿的若干齿依次相邻，所述第二子电机包括相互间隔的第三组齿和第四组齿，所述第三组齿中的若干齿依次相邻，所述第四组齿中的若干齿也依次相邻。可选地，所述第一子电机的第一组齿和第二组齿分别包括三个齿，所述三个齿分别为U相齿、V相齿和W相齿；所述第二子电机的第一组齿和第二组齿分别包括三个齿，所述三个齿分别为U相齿、V相齿和W相齿。可选地，所述第一子电机的齿和第二子电机的齿在径向上呈非均匀交错排布。可选地，所述直流无刷电机的定子槽数为12，第一子电机和第二子电机分别包括6个齿，所述6个齿分为两U相齿、两V相齿和两W相齿，所述两U相齿之间间隔180°，两V相齿之间间隔180°，两W相齿之间间隔90°。可选地，所述直流无刷电机的定子槽数为12，第一子电机和第二子电机分别包括6个齿，所述6个齿分为两U相齿、两V相齿和两W相齿，所述两U相齿之间间隔180°，两V相齿之间间隔90°，两W相齿之间间隔90°。较佳地，所述第二子电机的转矩的n阶次谐波的波形相对第一子电机的转矩的n阶次谐波的波形平移(2k+1)/2个周期，其中k＝0,±1,±2,±3...。较佳地，对第二子电机相对第一子电机的位置定义一标准位置，当第二子电机位于该标准位置时，第二子电机工作产生的转矩波动和第一子电机产生的转矩波动相同，所述第二子电机相对该标准位置沿圆周方向旋转一角度Δθ。所述角度其中，k＝0,±1,±2,±3...，n为所要改善的谐波的阶次，m为直流无刷电机的相数。较佳地，所述第一子电机和第二子电机由一台控制器控制。可选地，所述第一子电机和第二子电机由两台控制器分别控制，所述两子电机的电流具有一相位差，从而使得所述第二子电机的转矩的n阶次谐波的波形相对第一子电机的转矩的n阶次谐波的波形平移(2k+1)/2个周期，其中k＝0,±1,±2,±3...。本专利技术还提供一种使用上述直流无刷电机的电动助力转向系统。由于本专利技术的第一子电机和第二子电机被设定为共同作为一台电机运行以输出正常功率，但其中一台电机发生故障时，另一台子电机独立运行，从而直流无刷电机的可靠性和安全性得到有效提高。【附图说明】图1是本专利技术直流无刷电机的立体图。图2为本专利技术一实施例的直流无刷电机的定子示意图。图3a和图3b分别为图2所示直流无刷电机的第一子电机和第二子电机的绕组电路连接示意图。图4为本专利技术另一实施例的直流无刷电机的第一子电机和第二子电机的定子示意图。图5为本专利技术又一实施例的直流无刷电机的第一子电机和第二子电机的定子示意图。图6为本专利技术又一实施例的直流无刷电机的第一子电机和第二子电机的定子示意图。图7为本专利技术又一实施例的直流无刷电机的第一子电机和第二子电机的定子示意图。图8为本专利技术又一实施例的直流无刷电机的第一子电机和第二子电机的定子示意图。图9为本专利技术另一实施例的直流无刷电机的定子示意图。图10表示了本专利技术直流无刷电机由一个控制器控制的实施例。图11表示了本专利技术直流无刷电机由两个控制器控制的实施例。图12a和图12b分别表示了图2所示直流无刷电机的第一子电机和第二子电机的转矩的一次谐波的波形图。图12c所示为图12a和图12b所示的转矩波形的合成波形图。图13a和图13b分别表示了另一实施例的直流无刷电机的第一子电机和第二子电机的转矩的一次谐波的波形图。图13c所示为图13a和图13b所示的转矩波形的合成波形图。图14是本专利技术另一实施例的直流无刷电机的定子示意图。图15是本专利技术再一实施例的直流无刷电机的定子示意图。图16为使用本专利技术电机的一电动助力转向系统的示意图。【具体实施方式】本专利技术直流无刷电机包括两台子电机。所述两台子电机具有共同的转子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流无刷电机，包括第一子电机和第二子电机，其特征在于：所述第一子电机和第二子电机具有各自独立的定子和共同的转子，所述第一子电机的定子包括若干齿和绕组，第二子电机的定子包括若干齿和绕组，所述第一子电机的齿和第二子电机的齿在径向上交错排布或在轴向上并列排布，所述第一子电机和第二子电机被设定为共同作为一台电机运行以输出正常功率，但其中一台子电机发生故障时，另一台子电机可独立运行以提高所述直流无刷电机的可靠性和安全性。

【技术特征摘要】
2014.11.26 CN 20141070524161.一种直流无刷电机，包括第一子电机和第二子电机，其特征在于：所述
第一子电机和第二子电机具有各自独立的定子和共同的转子，所述第一子电机
的定子包括若干齿和绕组，第二子电机的定子包括若干齿和绕组，所述第一子
电机的齿和第二子电机的齿在径向上交错排布或在轴向上并列排布，所述第一
子电机和第二子电机被设定为共同作为一台电机运行以输出正常功率，但其中
一台子电机发生故障时，另一台子电机可独立运行以提高所述直流无刷电机的
可靠性和安全性。
2.如权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于，所述直流无刷电机为
两相电机，其转子极数Np和定子槽数Ns均为偶数，且满足关系式：
NpNs=k-12,k=1,2,3....]]>3.如权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于，所述直流无刷电机为
三相电机，其转子极数Np和定子槽数Ns满足关系式：其
中，Np为偶数，Ns＝6k,k＝1,2,3...。
4.如权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于，所述第一子电机的齿
和第二子电机的齿在径向上均匀交错排布。
5.如权利要求4所述的直流无刷电机，其特征在于，所述直流无刷电机的
定子槽数为12，第一子电机和第二子电机分别包括6个齿，所述6个齿分为两
U相齿、两V相齿和两W相齿，相同相位的两个齿之间呈180°对称分布。
6.如权利要求4所述的直流无刷电机，其特征在于，所述直流无刷电机的
定子槽数为12，第一子电机和第二子电机分别包括6个齿，所述6个齿分为两
U相齿、两V相齿和两W相齿，相同相位的两个齿之间均间隔90°。
7.如权利要求4所述的直流无刷电机，其特征在于，所述第一子电机的齿

\t在周向上依次相邻大致构成半圆环形，所述第二子电机的齿在周向上依次相邻
并大致构成半圆环形。
8.如权利要求7所述的直流无刷电机，其特征在于，所述第一子电机包括
6个齿，其中U相齿、V相齿和W相齿分别为2个，第二子电机也包括6个齿，
其中U相齿、V相齿和W相齿分别为2个，所述直流无刷电机的定子的槽数为
12。
9.如权利要求4所述的直流无刷电机，其特征在于，所述第一子电机包括
相互间隔的第一组齿和第二组齿，所述第一组齿中的若干齿依次相邻，所述第
二组齿的若干齿依次相邻，所述第二子电机包括相互间隔的第三组齿和第四组
齿，所述第三组齿中的若干齿依次相邻，所述第四组齿中的若干齿也依次相邻。
10...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦锐锋，余创，孙宁，吴凯，
申请(专利权)人：德昌电机深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44