本发明专利技术提供了一种大电流、高性能的无刷直流电机、电动驱动装置以及电动设备。本发明专利技术的无刷直流电机设置在电动驱动装置中，本发明专利技术的电动驱动装置设置在电动设备中，用于驱动电动设备，包括：无刷直流电机的相数为k，具有j个绕组单元，每个绕组单元的相数为k且包含至少k根相线，每个绕组单元包含k个相绕组，每个相绕组包含m个线圈，m个线圈关于电机轴线对称，还包括直流电源，驱动器，逆变器，其特征在于：其中，逆变器包含至少k*j个半桥电路，每个半桥电路对应连接一根相线，k为大于2的正整数，j为大于1的正整数，m为大于1的正整数。m为大于1的正整数。m为大于1的正整数。
【技术实现步骤摘要】
无刷直流电机、电动驱动装置以及电动设备
[0001]本专利技术属于电机领域，特别涉及一种大电流、高性能的无刷直流电机、电动驱动装置以及电动设备。
技术介绍
[0002]随着环保要求的提高，中国甚至全世界对燃油设备的尾气排放也管理的越来越严格，因此，各种电动设备如电动汽车、电动工具等越来越受到生产商和消费者的青睐。另外，电动设备比燃油设备还具有能源利用率高、结构简单、噪声小、动态性能好和便携性高等优点。
[0003]在以动力电池供电的电动驱动装置以及电动设备，例如电动摩托车、电动工具等，由于供电电压受限，一般低于48伏，而且电机功率比较大，导致电机电流较大，可达几百安培。从而，逆变器的输出电流必然增大，构成逆变器的功率开关元件也必须选用额定电流更大的。
[0004]然而，受各种条件的影响，大电流的功率开关元件价格很高或者无法购买，甚至不存在，在这种情况下，往往选用两个或两个以上的总价格偏低、容易购买的小电流的功率开关元件，采用并联均流的方式搭建逆变器。
[0005]在开关特性一致性很高的情况下，并联的功率开关元件能够同时导通和同时关断，从而能够实现平均分担电流，均流效果较好。但是一致性很高的功率开关元件需要向原厂定制或通过筛选得到，致使成本增加，并联的数量越多，成本越急剧上升。此外，一致性很高的功率开关元件，随着使用环境的影响和时间的老化，也难以长期保证很高的一致性。并联的功率开关元件如果不能平均分担电流，将导致均流失败，出现单个功率开关元件损坏，进而导致逆变器整体损坏。
[0006]随着功率开关元件并联数量的增长，其开关特性的一致性更加难以保证，致使均流效果越差，从而损坏的可能性越高，问题愈发严重。由于并联均流技术无法保证任意多个并联的开关元件同时导通和同时关断，而严重影响和限制了电机电流值和功率的增大，使得大电流和大功率的电动驱动装置以及电动设备的发展成为一个很难跨越的障碍。
[0007]由于中国生产的功率开关元件的一致性较差，导致中国每年都需要进口大量的功率半导体。根据相关资料显示，中国每年进口的功率开关元件金额高达几千亿元。另外，某些特殊领域或特殊产品如果使用进口的功率半导体，都有可能由于功率半导体的短缺导致严重的后果。对进口的严重依赖，也影响了相关的中国生产厂家的发展，削弱了中国产品在国际市场中的影响力。
[0008]综上，这些问题已经严重影响了大电流和大功率的电动驱动装置以及电动设备，包括电动摩托车、电动摩托艇、电动工具、电动车、电动船等的发展。
技术实现思路
[0009]本专利技术是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种大电流、高性能的无刷
直流电机、电动驱动装置以及电动设备。
[0010]<结构1>
[0011]本专利技术提供了一种无刷直流电机，其特征在于，包括：无刷直流电机的相数为k，具有j个绕组单元，每个绕组单元的相数为k且包含至少k根相线，每个绕组单元包含k个相绕组，每个相绕组包含m个线圈，m个线圈关于电机轴线对称，k为大于2的正整数，j为大于1的正整数，m为大于1的正整数。
[0012]在本专利技术提供的无刷直流电机中，还可以具有这样的特征：其中，每个相绕组包含的m个线圈是串联连接或并联连接。
[0013]在本专利技术提供的无刷直流电机中，还可以具有这样的特征：其中，每个相绕组包含的m个线圈在定子齿一端所形成的磁极极性相同。
[0014]在本专利技术提供的无刷直流电机中，还可以具有这样的特征：其中，每个绕组单元的绕组连接方式为k边形连接或无中性线的星形连接。
[0015]在本专利技术提供的无刷直流电机中，还可以具有这样的特征：其中，每个绕组单元的绕组连接方式为带中性线的星形连接，每个绕组单元包含k根相线和一根中性线。
[0016]<结构二>
[0017]进一步，本专利技术还提供了一种含有上述无刷直流电机的电动驱动装置，设置在电动设备中，用于驱动电动设备，包括：无刷直流电机，具有额定线电压以及额定线电流；直流电源，具有与额定线电压相对应的恒定电压，用于提供与额定线电流相对应的直流电；驱动器，根据控制信号输出驱动信号；逆变器，根据驱动信号将直流电转换为交流电并提供给电机，其特征在于：其中，逆变器包含至少k*j个半桥电路，每个半桥电路对应连接一根相线，k为大于2的正整数，j 为大于1的正整数。
[0018]在本专利技术提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，每组驱动信号驱动j个半桥电路工作。
[0019]在本专利技术提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，每组驱动信号驱动一个半桥电路工作。
[0020]在本专利技术提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，每个半桥电路包含一个上桥臂和一个下桥臂，上桥臂包含至少一个功率开关元件，下桥臂包含至少一个功率开关元件，上桥臂和下桥臂包含的功率开关元件数量相等。
[0021]<结构三>
[0022]进一步，本专利技术还提供了一种含有上述无刷直流电机的电动设备。
[0023]专利技术的作用和效果
[0024]根据本专利技术所涉及的无刷直流电机，其中无刷直流电机的相数为k，具有j 个绕组单元，每个绕组单元的相数为k且包含至少k根相线，每个绕组单元包含 k个相绕组，每个相绕组包含m个线圈，m个线圈关于电机轴线对称，k为大于2的正整数，j为大于1的正整数，m为大于1的正整数，所以，每个相绕组的 m个线圈能够形成力偶矩，无刷直流电机的输出转矩的脉动更小，机械振动和噪声更小，性能更好。
[0025]根据本专利技术所涉及的电动驱动装置以及电动设备，其中无刷直流电机的相数为k，具有j个绕组单元，每个绕组单元的相数为k且包含至少k根相线，每个绕组单元包含k个相绕组，每个相绕组包含m个线圈，m个线圈关于电机轴线对称，k为大于2的正整数，j为大于1
的正整数，m为大于1的正整数，无刷直流电机还具有额定线电压以及额定线电流；直流电源，具有与额定线电压相对应的恒定电压，用于提供与额定线电流相对应的直流电；驱动器，根据控制信号输出驱动信号；逆变器，根据驱动信号将直流电转换为交流电并提供给电机，其特征在于：其中，逆变器包含至少k*j个半桥电路，每个半桥电路对应连接一根相线，所以，j个绕组单元没有直接的电路连接，是相互独立的电路结构，电机的电流被j个绕组单元分摊而变小，逆变器每个半桥电路的输出电流也比较小，从而，在每个半桥电路中可以采用小电流的功率开关元件或功率模块，而且j个绕组单元可以实现同步工作，有利于增大电机的动态转矩。另外，k可以等于3，可以直接利用成熟的三相电机控制技术，也可以直接采用三相电机的生产设备和模具等结构，有利于缩短研发过程，减小研发成本和生产成本。
[0026]综上，本专利技术的电动驱动装置具有结构设计简单、合理，输出转矩的脉动小，机械振动和噪声小，成本低，故障率低，使用寿命长等优点。对于大电流的电动驱动装置，可以使用中国生产的功率开关元件，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无刷直流电机，其特征在于，包括：所述无刷直流电机的相数为k，具有j个绕组单元，每个所述绕组单元的相数为k且包含至少k根相线，每个所述绕组单元包含k个相绕组，每个所述相绕组包含m个线圈，m个所述线圈关于电机轴线对称，所述k为大于2的正整数，所述j为大于1的正整数，所述m为大于1的正整数。2.根据权利要求1所述的无刷直流电机，其特征在于：其中，每个所述相绕组包含的m个所述线圈是串联连接或并联连接。3.根据权利要求1所述的无刷直流电机，其特征在于：其中，每个所述相绕组包含的m个所述线圈在定子齿一端所形成的磁极极性相同。4.根据权利要求1所述的无刷直流电机，其特征在于：其中，每个所述绕组单元的绕组连接方式为k边形连接或无中性线的星形连接。5.根据权利要求1所述的无刷直流电机，其特征在于：其中，每个所述绕组单元的绕组连接方式为带中性线的星形连接，每个所述绕组单元包含k根相线和一根中性线。6.一种电动驱动装置，设置在电动设备中，用于驱动所述电动设备，包括：权利要求1～5中任一项所述的无...
【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClH零二K三二八，
申请(专利权)人：李静怡，
类型：新型
国别省市：
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