一种电动车用开关磁阻电机及电机控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电动车用开关磁阻电机及电机控制系统，所述电动自行车用开关磁阻电机，包括壳体及设于壳体内的转子和定子，所述定子包括绕周向间隔设置的多个定子齿和位于所述定子齿之间的定子槽，所述定子齿上依次绕有三相绕组，在相邻定子齿的绕组上接通相反方向电流，以使相邻绕组产生的磁场方向相反。与现有技术相比，该开关磁阻电机的磁场密度高，磁阻转矩大，电机的功率密度高、环境适应性好、可靠性高、使用寿命长、生产工艺简单、成本低。可广泛用于电动车中。

【技术实现步骤摘要】
一种电动车用开关磁阻电机及电机控制系统
本专利技术涉及电机的
，涉及一种电动车用开关磁阻电机及电机控制系统
技术介绍
随着我国经济的不断发展，对环境的污染已越来越明显，因此，节能减排不仅是客观经济发展的需要，更是人类生态文明发展的需要。汽车产业是国民经济的重要支柱产业，但其尾气的排放却成为城市污染的主要来源，由此带来的能源紧张和环境污染问题将更加突出，因此减少汽车尾气对城市污染，研制新能源汽车已引起世界各国极大的重视。电动汽车是一个能源消耗低，环境污染小，能够满足大众需求，拉动内需的新型产业。目前，世界主要汽车生产国纷纷加快部署，将发展新能源汽车作为国家战略，加快推进技术研发和产业化，同时大力发展和推广应用汽车节能技术。众所周知，电动车推广应用的关键在于电动车的电池，电池的优劣在很大程度上决定了电动车的续航里程。而电动汽车受限于电池技术以及实际使用环境，其电池容量始终未能达到理想状态，因此，在电池容量有限的前提下尽可能提高电动车的续航里程成为电动车发展过程中的技术关键所在。目前大功率电动车的轮毂驱动电机一般采用永磁同步电机和轴向磁场电机，一般很少采用开关磁阻电机。下面对这三种电机的性能进行分析：1、轴向磁场电机结构复杂，生产成本高，实际应用价值不高。2、现有技术中的开关磁阻电机一般被做成内转子电机形式，外转子轮毂电机未见被采用。作为内转子应用的开关磁阻电机的低速平稳性、噪声、功率密度仍不如永磁同步电机。3、永磁同步电机存在着易退磁、低速运行效率低、寿命较短、可维护性比较差等缺点。另外，现有技术中的开关磁阻电机定子齿上相邻的绕组的磁场方向相同，使每个绕组单独形成一个小磁场(请参阅图5)，该种绕组的磁场形式其磁场密度低，导致磁阻转矩小，电机的功率密度低。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决
技术介绍
中存在的不足之处，提供一种电动车用开关磁阻电机及电机控制系统。为解决上述问题，本专利技术实施例提供了电动车用开关磁阻电机，包括壳体及设于壳体内的转子和定子，所述定子包括绕周向间隔设置的多个定子齿和位于所述定子齿之间的定子槽，所述定子齿上依次绕有三相绕组，在相邻定子齿的绕组上接通相反方向电流，以使相邻绕组产生的磁场方向相反。对于本专利技术的一种优化，所述三相绕组中的每一相绕组均包括至少三个引出端，其中所述至少三个引出端包括位于绕组两端的两个端部引出端以及位于绕组中间预定位置的至少一个中部引出端。对于本专利技术的一种优化，所述电动车用开关磁阻电机为外转子内定子电机或者内转子外定子电机。对于本专利技术的一种优化，所述转子为(8×n)极的转子，所述定子为(12×n)槽的定子；其中，n为大于等于2的正整数。对于本专利技术的一种优化，所述三相绕组每一相均包括三个引出端。对于本专利技术的一种优化，所述预定位置为所述每一项绕组的中点。为解决上述技术问题，本发还提供一种电动车用开关磁阻电机控制系统，其包括驱动器和上述实施例中任一项所述的开关磁阻电机；所述驱动器包括工作状态选择模块，所述工作状态选择模块用于选择所述三相绕组的位于两个端部引出端之间全部绕组或位于端部引出端与中点引出端之间或中点引出端之间的部分进行工作，以使得所述开关磁阻电机实现不同扭矩输出。与现有技术相比，该开关磁阻电机的磁场密度高，磁阻转矩大，电机的功率密度高、环境适应性好、可靠性高、使用寿命长、生产工艺简单、成本低。可广泛用于电动车中。附图说明图1开关磁阻电机调速系统的结构组成框图；图2是外转子结构的开关磁阻电机及其三相绕组示意图；图3是图2中开关磁阻电机的局部结构放大图；图4是定子绕组的磁场分布示意图；图5是现有技术接通方法中单个绕组的磁场分布图；图6是定、转子相对位置与相绕组电感曲线图；图7是转子齿结构第一优选实施例的放大图；图8是转子齿结构第二优选实施例的放大图；图9是转子齿结构第三优选实施例的放大图；图10是转子齿结构第四优选实施例的放大图；图11是现有技术中电感随转角变化的曲线图；图12是本专利技术开关磁阻电机齿尖结构的电感随转角变化的曲线图；图13是填充物盖设于转子槽的槽口的示意图；图14是填充物填充于转子槽内的结构示意图；图15是开关磁阻电机控制系统的组成框图；图16是工作状态选择模块的电路结构示意图；图17是内转子结构的开关磁阻电机及其三相绕组示意图；图18是图17中开关磁阻电机的局部结构放大图；以及图19是一种优选的内转子结构的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本专利技术，但不对本专利技术的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本专利技术的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。电动车用开关磁阻电机的一种调速系统的组成框图如图1所示，该调速系统一般包括开关磁阻电机100、功率变换器200、控制器300以及位置传感器400。关于调速系统各组成单元之间的控制过程，在本领域技术人员的理解范围内，此处不再详述。本专利技术实施例提供一种电动车用开关磁阻电机，该电动车用开关磁阻电机为三相开关磁阻电机，包括壳体及设于壳体内的凸极转子和凸极定子，定子的齿上绕有ABC三相绕组。优选的，ABC三相绕组中的每一相均包括至少三个引出端，其中包括两个端部引出端，位于绕组两端，还包括至少一个中部引出端，该中部引出端位于绕组中间的某一位置，这样，当将中部某一引出端和其中一个端部引出端接入电路时，则每一相绕组只有部分通电工作，而将两个端部引出端接入电路时，则每一相绕组全部通电工作，从而实现对工作状态的调节。例如，ABC三相绕组中的每一相均是具有中点的三相绕组，中部引出端即与绕组的中点相连接，则绕组可以全部接入电路进行工作，对应于电机的正常工作状态，也可以以其一半接入电路进行工作，对应于电机辅助工作状态。ABC三相绕组可以设置成包括多个中部引出端，这样电机的工作状态则可以有多种档位调节。优选的，本实施例中开关磁阻电机可以为外转子内定子电机，其中，如图2所示，定子包括绕周向间隔设置的多个定子齿和位于定子齿之间的定子槽；转子包括绕周向设置的多个转子齿和位于转子齿之间的转子槽。该转子410可以为16极的外转子、定子420为24槽的内定子。如图2所示，16极外转子24槽内定子电机可采用ABCABC......的顺序绕制，共24个绕组元件，三相绕组各有8个串联的绕组元件，绕组元件采用多根绝缘铜线并绕，将多根绝缘铜线分成两半，如此8个串联的绕组元件，又形成并绕的两部分，共有两个线首端和两个线尾端，将其中一对线首端和线尾端作为为该相绕组的端部引出端，再将另一对线首本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动车用开关磁阻电机，其特征在于包括壳体及设于壳体内的转子和定子，所述定子包括绕周向间隔设置的多个定子齿和位于所述定子齿之间的定子槽，所述定子齿上依次绕有三相绕组，在相邻定子齿的绕组上接通相反方向电流，以使相邻绕组产生的磁场方向相反。

【技术特征摘要】
1.一种电动车用开关磁阻电机，其特征在于包括壳体及设于壳体内的转子和定子，所述定子包括绕周向间隔设置的多个定子齿和位于所述定子齿之间的定子槽，所述定子齿上依次绕有三相绕组，在相邻定子齿的绕组上接通相反方向电流，以使相邻绕组产生的磁场方向相反。2.根据权利要求1所述的电动车用开关磁阻电机，其特征在于所述三相绕组中的每一相绕组均包括至少三个引出端，其中所述至少三个引出端包括位于绕组两端的两个端部引出端以及位于绕组中间预定位置的至少一个中部引出端。3.根据权利要求2所述的电动车用开关磁阻电机，其特征在于所述开关磁阻电机为外转子内定子电机或者内转子外定子电机。4.根据权利要求2所述的电动车用开关磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：何武贤，高宾，王子仁，
申请(专利权)人：山东时通运泰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37