一种电动汽车用永磁同步电机的三相接线结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电动汽车用永磁同步电机的三相接线结构，一挡起动，每相绕组中的四个绕组单元通过三个电控开关依次串联起来；二挡加速时，每相绕组中的四个绕组单元两两串联成两组，分别为第一组绕组和第二组绕组，三相绕组中的第一组绕组并联在一起，第二组绕组并联在一起；三挡高速运行时，每相绕组中的每个绕组单元单独构成一条支路，三相绕组中的所有一号绕组单元并联在一起，所有二号绕组单元并联在一起，所有三号绕组单元并联在一起，所有四号绕组单元并联在一起。本实用新型专利技术提供的电动汽车用永磁同步电机的三相接线结构，通过串、并联转换的方式调整三挡接线，构建多个相互独立的Y型并联支路，确保电机的三相平衡和运行安全。

Three phase connection structure of permanent magnet synchronous motor for electric vehicle

The utility model discloses a three-phase wiring structure of a permanent magnet synchronous motor for electric vehicles. In the first gear starting, four winding units in each phase winding are connected in series through three electric control switches in turn; in the second gear accelerating, four winding units in each phase winding are connected in series into two groups, namely, the first group winding and the second group winding. The first group winding in the three-phase winding is connected in parallel Together, the second group of windings are connected in parallel; when the third gear operates at high speed, each winding unit in each phase winding forms a branch independently, all the first winding units in the three-phase winding are connected in parallel, all the second winding units are connected in parallel, all the third winding units are connected in parallel, and all the fourth winding units are connected in parallel. The three-phase wiring structure of the permanent magnet synchronous motor for electric vehicles provided by the utility model adjusts the three gear wiring through series and parallel conversion, constructs a plurality of mutually independent Y-type parallel branches, and ensures the three-phase balance and operation safety of the motor.

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车用永磁同步电机的三相接线结构
本技术涉及电动汽车的电动机
，特别是涉及一种电动汽车用永磁同步电机的三相接线结构。
技术介绍
电动汽车对电机的速度及转矩的技术要求为：起步时需要大转矩低速度，正常行驶时候转矩需求低但要有很高的速度，在最低速和最高速之间要求有很宽的范围。通常的电动汽车用永磁同步电机在额定转速之后，采用弱磁控制提高转速，避免反电动势过高，超过车载电池的母线电压，防止电机控制器发生崩溃。通过绕组换切形成一档、二挡、三挡，已有的接线结构中，一挡起动时，每相绕组中的四个相绕组单元全部串联，二挡加速时，每相绕组中的四个相绕组单元两两串联成两组后再将串联好的两组并联并形成一个Y形连接。，三挡高速运行时，每相绕组中的四个相绕组单元全部并联并形成一个Y形连接。这样的连线方式在某相绕组因故障意外断开时，容易使电机三相不平衡而烧毁，因而亟待加以改进。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种电动汽车用永磁同步电机的三相接线结构，通过串、并联转换的方式调整电机的三挡接线，特别在二挡和三挡时，构建多个相互独立的Y型并联支路，互不影响，确保电机的三相平衡，并能平稳控制三相绕组通断，提高电机运行的安全性。为实现上述目的，本技术提供了如下方案：一种电动汽车用永磁同步电机的三相接线结构，该结构包括永磁同步电机和控制器，所述永磁同步电机电机三相定子绕组中的每相定子绕组均由四个总匝数相同、绕组导线直径相同、绕组导线总截面积相同的绕组单元组成，分别为一号绕组单元、二号绕组单元、三号绕组单元和四号绕组单元，各相绕组单元线圈之间设置有绝缘层，通过多个电控开关对每相绕组中的四个绕组单元实施串联、并联以及串联、并联混合连接的操作方式构成变挡，且每个电控开关旁串联一个电流传感器，多个所述电控开关和电流传感器分别与所述控制器电性连接；一挡起动时，每相绕组中的四个绕组单元通过三个电控开关依次串联起来；二挡加速时，每相绕组中的四个绕组单元两两串联成两组，分别为第一组绕组和第二组绕组，三相绕组中的第一组绕组并联在一起，第二组绕组并联在一起，形成两个相互独立的Y型并联支路；三挡高速运行时，每相绕组中的每个绕组单元单独构成一条支路，三相绕组中的所有一号绕组单元并联在一起，所有二号绕组单元并联在一起，所有三号绕组单元并联在一起，所有四号绕组单元并联在一起，形成四个相互独立的Y型并联支路。可选的，所述电控开关分为相同的三组，每组所述电控开关包括九个电控开关，分别为第一电控开关、第二电控开关、第三电控开关、第四电控开关、第五电控开关、第六电控开关、第七电控开关、第八电控开关和第九电控开关。可选的，所述一挡起动时，每相绕组中的一号绕组单元和二号绕组单元之间串接第一控制开关，二号绕组单元和三号绕组单元之间串接第二控制开关，三号绕组单元和四号绕组单元之间串接第三控制开关，三相绕组中的第一电控开关、第二电控开关和第三电控开关均分别与所述电动换挡控制器电性连接。可选的，所述二挡加速时，每相绕组中的第一组绕组由一号绕组单元和二号绕组单元串联而成，第二组绕组由二号绕组单元和四号绕组单元串联而成，所述一号绕组单元和二号绕组单元之间串接有第一电控开关，所述二号绕组单元和四号绕组单元之间串接有第三电控开关，所述一号绕组单元和二号绕组单元之间连接有第五电控开关，所述二号绕组单元的末端连接有第八电控开关，三相绕组中的三个第八电控开关连接在一起，三相绕组中的第一电控开关、第三电控开关、第五电控开关和第八电控开关均分别与所述电动换挡控制器电性连接。可选的，所述三挡高速运行时，每相绕组中的一号绕组单元的首端通过第四电控开关、第五绕组开关、第六绕组开关分别与二号绕组单元的首端、三号绕组单元的首端、四号绕组单元的首端连接，每相绕组中的一号绕组单元的末端连接有第七电控开关，三相绕组中的三个第七电控开关连接在一起；每相绕组中的二号绕组单元的末端连接第八电控开关，三相绕组中的三个第八电控开关连接在一起；每相绕组中的三号绕组单元的末端连接第九电控开关，三相绕组中的三个第九电控开关连接在一起，三相绕组中所有四号绕组单元的末端连接在一起；三相绕组中的第四电控开关、第五电控开关、第六电控开关、第七电控开关、第八电控开关和第九电控开关均分别与所述电动换挡控制器电性连接。可选的，所述电控开关为交流接触器、直流继电器、固态继电器、IGBT或者MOS场效应管。根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：本技术提供的电动汽车用永磁同步电机的三相接线结构，利用多个电控开关将电动汽车用永磁同步电机的绕组通过串、并联转换的方式变成三挡电机，可以不用弱磁控制提高转速；通过电动换挡控制器控制电控开关的通断，换切绕组接线方式形成一档、二挡、三挡提高电机转速。与现有的接线结构相比，本申请的接线结构在一档时没有变化，但二挡或三档时，通过多个电控开关位置的调整和线路的调整，形成了二个或四个相互独立的Y形并联支路，避免了多个支路之间的相互影响，即使某一个Y形并联支路由于故障出现断路也不影响其他Y行并联支路的运行，从而确保了电机的三相平衡，并且在实际接线时，与传统接法相比少了三根连接线，接法简单；在每相绕组中某一个电控开关发生故障而没有按照预定指令闭合或断开时，电动换挡控制器可以将与该电控开关对应的其他电控开关同时断开，使得电机的三相绕组仍然处于平衡状态，增加了电动汽车用三档永磁同步电机的冗余度，提高了电动汽车安全性能；与传统的永磁同步三相电机弱磁升速控制方法相比，如果弱磁控制程序发生故障弱磁控制失效，电机被汽车惯性反拖发电制动，使电动汽车立即刹车从而造成翻车风险。本技术可以不用或少用弱磁控制，没有或减少了弱磁控制失效而发生上述风险的可能；此外，即使在高速弱磁区域发生弱磁控制失效的问题，本技术也可以同时断开9个电控开关，防止电机被汽车惯性反拖发电制动使电动汽车立即刹车而造成的翻车风险。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中电动汽车用电机一挡接线结构；图2为现有技术中电动汽车用电机二挡接线结构；图3为现有技术中电动汽车用电机三挡接线结构；图4为本技术实施例永磁同步电机一挡的三相接线结构；图5为本技术实施例永磁同步电机二挡的三相接线结构；图6为本技术实施例永磁同步电机三挡的三相接线结构；图7为本技术实施例永磁同步电机换挡控制框图；图8为现有技术中电动汽车用电机扭矩-转速曲线图；图9为本技术实施例永磁同步电机三挡绕组切换扭矩-转速曲线图；附图标记说明：A1、A2、A3、A4分别为U相绕组中一号绕组单元、二号绕组单元、三号绕组单元和四号绕组单元的首端接点，X1、X2、X3、X4分别为U相绕组中一号绕组单元、二号绕组单元、三号绕组单元和四号绕组单元的末端接点；B1、B2、B3、B4分别为V相绕组中一号绕组单元、二号绕组单元、三号绕组单元和四号绕组单元的首端接点，Y1、Y2、Y3、Y4分别为V相绕组中一号绕组单元、二号绕组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车用永磁同步电机的三相接线结构，包括永磁同步电机和控制器，所述永磁同步电机三相定子绕组中的每相定子绕组均由四个总匝数相同、绕组导线直径相同、绕组导线总截面积相同的绕组单元组成，分别为一号绕组单元、二号绕组单元、三号绕组单元和四号绕组单元，各相绕组单元线圈之间设置有绝缘层，其特征在于，通过多个电控开关对每相绕组中的四个绕组单元实施串联、并联以及串联、并联混合连接的操作方式构成电动变挡，且每个电控开关旁串联一个电流传感器，多个所述电控开关和电流传感器分别与所述电动换挡控制器电性连接；一挡起动时，每相绕组中的四个绕组单元通过三个电控开关依次串联起来；二挡加速时，每相绕组中的四个绕组单元两两串联成两组，分别为第一组绕组和第二组绕组，三相绕组中的第一组绕组并联在一起，第二组绕组并联在一起，形成两个相互独立的Y型并联支路；三挡高速运行时，每相绕组中的每个绕组单元单独构成一条支路，三相绕组中的所有一号绕组单元并联在一起，所有二号绕组单元并联在一起，所有三号绕组单元并联在一起，所有四号绕组单元并联在一起，形成四个相互独立的Y型并联支路。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车用永磁同步电机的三相接线结构，包括永磁同步电机和控制器，所述永磁同步电机三相定子绕组中的每相定子绕组均由四个总匝数相同、绕组导线直径相同、绕组导线总截面积相同的绕组单元组成，分别为一号绕组单元、二号绕组单元、三号绕组单元和四号绕组单元，各相绕组单元线圈之间设置有绝缘层，其特征在于，通过多个电控开关对每相绕组中的四个绕组单元实施串联、并联以及串联、并联混合连接的操作方式构成电动变挡，且每个电控开关旁串联一个电流传感器，多个所述电控开关和电流传感器分别与所述电动换挡控制器电性连接；一挡起动时，每相绕组中的四个绕组单元通过三个电控开关依次串联起来；二挡加速时，每相绕组中的四个绕组单元两两串联成两组，分别为第一组绕组和第二组绕组，三相绕组中的第一组绕组并联在一起，第二组绕组并联在一起，形成两个相互独立的Y型并联支路；三挡高速运行时，每相绕组中的每个绕组单元单独构成一条支路，三相绕组中的所有一号绕组单元并联在一起，所有二号绕组单元并联在一起，所有三号绕组单元并联在一起，所有四号绕组单元并联在一起，形成四个相互独立的Y型并联支路。2.根据权利要求1所述的电动汽车用永磁同步电机的三相接线结构，其特征在于，所述电控开关分为相同的三组，每组所述电控开关包括九个电控开关，分别为第一电控开关、第二电控开关、第三电控开关、第四电控开关、第五电控开关、第六电控开关、第七电控开关、第八电控开关和第九电控开关。3.根据权利要求1所述的电动汽车用永磁同步电机的三相接线结构，其特征在于，所述一挡起动时，每相绕组中的一号绕组单元和二号绕组单元之间串接第一控制开关，二号绕组单元和三号绕组单元之间串接第二控制开关，三号绕组单元和四号绕组单元之间串接第三控制开关，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪广，
申请(专利权)人：李洪广，
类型：新型
国别省市：上海,31