具有简化结构的电动机以及相关控制设备制造技术

公开了一种结构的无刷电动机和相关控制设备，在该结构中，定子具有Ｕ相、Ｖ相和Ｗ相定子极，所述Ｕ相、Ｖ相和Ｗ相定子极中的两个上承载着相应的相绕组，而缺少与所述Ｕ相、Ｖ相和Ｗ相定子极中剩下的一个相关的所选相绕组。所述相应的相绕组的端部共同连接于结点。三相交流电压被施加到所述相应的相绕组和所述结点，以允许所述定子具有电磁作用，由此使转子可驱动地旋转。所述定子极可以以梯形形状形成，以使相关联的构成部件之间的干扰最小化，以便易于以高生产能力和高效率进行组装，而减小了转矩波动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及安装在机动车辆和卡车上的电动机以及相关控制设备，更具体地，涉及一种电动机以及用于控制这样的电动机的相关控制设备。
技术介绍
迄今一直试图提供在机动车辆中使用的无刷电动机。这样的无刷电动机包括定子极，定子极上承载有相应相的集中绕组的线圈，且这样的无刷电动机之一在例如日本专利未受审查申请公开号6-261513中的图1至图3中被公开。图27是示出这种相关技术无刷电动机的示意性结构的横截面视图，图28是沿着图27的线AA-AA所取的横截面视图。图27和28中所示的无刷电动机采取四极及六槽型无刷电动机的形式。该无刷电动机包括具有由所谓的集中绕组构成的绕组结构的定子，所述定子具有定子极，定子极上承载有以集中绕组式样缠绕的相应相线圈。无刷电动机包括由电动机外壳6所支撑且其上承载有定子绕组5的定子铁芯4、以及可旋转地设置在定子铁芯4内侧且承载在转子轴1上的转子铁芯2，转子轴1由电动机外壳6借助于其上安装的一对轴承3来可旋转地支撑。定子铁芯4具有第一对径向向内突出的U相凸极TBU1、TBU2，第二对径向向内突出的V相凸极TBV1、TBV2，以及第三对径向向内突出的W相凸极TBW1、TBW2。U相凸极TBU1、TBU2上承载着U相绕组WBU1、WBU2。V相凸极TBV1、TBV2上承载着V相绕组WBV1、WBV2。同样地，W相凸极TBW1、TBW2上承载着W相绕组WBW1、WBW2。图29以一周示出了具有以其圆周方向展开的状态的定子的展开图，其用于图示U相、V相和W相绕组之间的放置关系。横轴以其中一周在720°角处形成的电角来描绘。如图29所示，U相绕组WBU1、WBU2彼此电连接。V相绕组WBV1、WBV2彼此电连接。同样地，W相绕组WBW1、WBW2彼此电连接。U相绕组WBU2、V相绕组WBV2和W相绕组WBW2在中性结N处以星形连接相连。如图27和28所示，转子铁芯2具有外表面，其上承载有每个均以N极磁化的永久磁体7和每个均以S极磁化的永久磁体8，它们交替地位于转子铁芯2的外表面上。以如此结构形成的无刷电动机迄今已广泛地用于工业和家庭应用。在美国专利申请公开号US2005/0189843A1所公开的内容中，提出了另一类型的三相交流电动机。图30是示出这样的四个极在十二个槽中的三相交流电动机的横截面视图。图31和32是示出如从图30中所示定子的内表面区域观察到的定子极形状与承载在定子极上的相关联的绕组之间的关系的布局图，所述定子极以直线形式展开并且以圆周方向、在以电角为单位的横轴上描绘。由于三相交流电动机具有四个极，所以定子的整个圆周以从0°到720°的电角来图示。图31示出一种示范情况，其中定子绕组设置成叠绕组式样；图32示出另一种示范情况，其中定子绕组设置成波绕组式样。如图30所示，相关技术的三相电动机M包括固定支撑在电动机外壳6上且内圆周表面形成有多个径向面向内的定子极11至22的定子S、缠绕在定子极11至22上的定子绕组SW、外表面交替形成有N极7和S极8的转子2。如图1A所示，定子S还具有分别相邻于定子极S11至S22而圆周地形成的槽S11至S22。如图30和31所示，槽S22、S16中容纳了U相绕组23、29且槽S13、S19容纳了反相的U相绕组26、32。同样地，槽S12、S18中容纳了V相绕组25、31且槽S15、S21容纳了反相的V相绕组28、34。同样地，槽S14、S20容纳了W相绕组27、33且槽S17、S11容纳了反相的W相绕组30、24。图32中所示的电动机MA与图30和31中所示的电动机M在绕组式样方面不同，其中电动机MA的每个槽中的每个绕组的匝数与图30和31中所示定子中的每个槽中的每个绕组的匝数相同。对于电动机M和MA，U相、V相和W相绕组以相同的方式被施加有三相交流激励电流，其中电动机M和MA在相同电磁作用下产生转矩输出来以相同的方式被驱动。图33示出三相交流电动机的另一实例MB，三相交流电动机MB具有定子SB，定子SB包括定子极，每个定子极以如从转子(未示出)的外表面观察基本上为三角形的形状而形成。定子SB具有三角形定子极11x至22x，它们在图33中以按照从0°至720°的电角展开的形式描绘。定子SB包括U相绕组23x、29x以及反相的U相绕组26x、32x。同样地，定子SB包括V相绕组25x、31x以及反相的V相绕组28x、34x。同样地，定子SB包括W相绕组27x、33x以及反相的W相绕组30x、24x。定子SB与图32中所示电动机MA的定子SA的不同之处在于定子SB的定子绕组设置成梯形构造，而定子SA的定子绕组设置成矩形构造。图33中所示的电动机MB的定子绕组具有的特征在于随着两相中线圈端部的绕组之间的重叠面积变小，绕组长度可以被缩短，且相应的绕组以钝角弯曲。这产生了使绕组的线圈端部最小化的能力，使得制造绕组简易并且降低了生产成本。这样的电动机的另一优点具有定子以圆周方向倾斜的效果。图27和28中所示的相关技术无刷电动机是所谓的集中绕组结构的三相交流电动机。电动机绕组需要被缠绕在相应的定子极上，这导致电动机结构变得复杂。此外，电动机绕组需要被定位在其背面的槽中，这导致了出现缠绕电动机绕组的生产能力下降的问题。此外，由于这样的结构，造成难以以低成本和以高效率使电动机小型化的问题。此外，由于定子具有以360°的电角形成有仅三个凸极的结构，所以电动机难以允许定子产生用以精确地产生旋转磁场的正弦波式样的磁动势。这导致如下问题难以将这样的结构应用于同步磁阻电动机、应用磁阻转矩的各种电动机或感应电动机。此外，如图30和31所示的具有以叠绕组形成的电动机绕组的定子可以以整节距(full-pitch)绕组和分布式绕组形成，使得定子能够产生平滑正弦波式样的电动势分布。然而，绕组需要通过开口部被插入到相应的槽中，这导致了出现绕组的空间占有比率减小的问题。出现的另一问题是绕组的线圈端具有延长的轴向长度，这造成难以使电动机小型化。此外，出现的又一问题是绕组的生产能力下降。如图32所示的具有以波形绕组形成的电动机绕组的定子具有与图31中所示的定子的问题相同的问题。
技术实现思路
为了处理上述问题而完成了本专利技术，并且本专利技术的目的是提供一种电动机，该电动机实现了绕组的简化，以利用可用来良好地形成并放置绕组以便容易组装的简化绕组结构来简化电动机结构。这使得能够以高生产能力来制造电动机，同时实现简化的制造方法。这使电动机能够具有增大的绕组的空间占有比率，同时实现效率的改进。利用这些效果的组合，本专利技术可以提供一种可以实现改进的生产能力、小型化、高效且低成本的电动机。本专利技术的第一方面提供了一种三相交流电动机，其包括定子和可旋转地支撑在定子的定子极内侧的转子，所述定子包括其上承载着从U相绕组、V相绕组和W相绕组中选择的第一相绕组的第一相定子极、其上承载着从U相绕组、V相绕组和W相绕组中选择的第二相绕组的第二相定子极以及缺少从U相绕组、V相绕组和W相绕组中选择的第三相绕组的第三相定子极。第一和第二相绕组利用通过合成三相交流电流而获得的激励电流来被激励，以允许定子电磁地产生三相交流电磁作用，转子通过该电磁作用被驱动。对于这样的三相交流电动机的结构，U相绕组、V相绕组和W相绕组中的一相绕组被去除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相交流电动机，包括：　　　　定子，包括其上承载着从Ｕ相绕组、Ｖ相绕组及Ｗ相绕组中选择的第一相绕组的第一相定子极、其上承载着从Ｕ相绕组、Ｖ相绕组及Ｗ相绕组中选择的第二相绕组的第二相定子极以及缺少从Ｕ相绕组、Ｖ相绕组及Ｗ相绕组中选择的第三相绕组的第三相定子极；以及　　　　可旋转地支撑在所述定子的定子极内侧的转子；　　　　其中所述第一和第二相绕组利用通过合成三相交流电流而获得的激励电流来被激励，以允许所述定子电磁地产生三相交流电磁作用，所述转子通过所述三相交流电磁作用来被驱动。

【技术特征摘要】
JP 2006-2-8 2006-0314461.一种三相交流电动机，包括定子，包括其上承载着从U相绕组、V相绕组及W相绕组中选择的第一相绕组的第一相定子极、其上承载着从U相绕组、V相绕组及W相绕组中选择的第二相绕组的第二相定子极以及缺少从U相绕组、V相绕组及W相绕组中选择的第三相绕组的第三相定子极；以及可旋转地支撑在所述定子的定子极内侧的转子；其中所述第一和第二相绕组利用通过合成三相交流电流而获得的激励电流来被激励，以允许所述定子电磁地产生三相交流电磁作用，所述转子通过所述三相交流电磁作用来被驱动。2.根据权利要求1所述的三相交流电动机，其中所述定子的定子极以基本上三角形形状、梯形形状和菱形形状中的至少一个来形成。3.根据权利要求1所述的三相交流电动机，其中所述定子的至少三个定子极在360°电角的区域内形成。4.根据权利要求3所述的三相交流电动机，其中所述第一和第二相绕组分别包括所述U相绕组和所述W相绕组，其中所述第一相定子极承载着所述U相绕组以便在所述定子的一个轴向侧面上形成线圈端部，且所述第二相定子极承载着所述W相绕组以便在所述定子的另一轴向侧面上形成另一线圈端部，使得在所述定子的圆周方向上或在所述转子的轴向上，所述U相绕组和所述W相绕组不彼此相交。5.根据权利要求4所述的三相交流电动机，其中所述定子包括以基本上三角形形状和基本上梯形形状之一形成的U相定子极。6.根据权利要求4所述的三相交流电动机，其中所述第一相定子极包括其上承载着所述U相绕组的U相定子极，且所述第二相定子极包括其上承载着所述V相绕组的V相定子极；所述U相定子极和所述W相定子极中的每个以基本上三角形形状和基本上梯形形状之一形成；以及所述U相绕组和所述W相绕组分别以波形绕组式样缠绕在所述U相定子极上和所述V相定子极上；以及所述V相定子极承载着以集中绕组形成的所述第三相绕组。7.根据权利要求6所述的三相交流电动机，其中所述定子包括平行于所述U相绕组而放置的第一V相绕组和平行于所述W相绕组而放置的第二V相绕组。8.根据权利要求1所述的三相交流电动机，其中所述第一和第二相绕组的端部共同连接于中性点；以及所述三相合成电流被施加到所述第一和第二相绕组以及所述中性点。9.根据权利要求1所述的三相交流电动机，其中所述第一相定子极包括其上承载着所述U相绕组的U相定子极，所述第二相定子极包括其上承载着所述W相绕组的W相定子极，且所述第三相定子极包括缺少所述V相绕组的V相定...

【专利技术属性】
技术研发人员：梨木政行，牧田真治，镰田义信，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP[日本]