无刷并联电机及其并联模型和控制方法技术

本发明专利技术提供了一种无刷并联电机及其并联模型和控制方法，包括定子结构及用于连接电源模块和控制器的驱动电路，所述的定子结构包括至少两组相互并联的独立线圈，各组独立线圈分别连接于所述的驱动电路以由所述驱动电路控制各组独立线圈的通电状态。本方案采用并联思路设计无刷电机，能够实现所有线圈同时并联工作，有效提高线圈利用率，进而提高电机精度和工作效率。工作效率。工作效率。

【技术实现步骤摘要】
无刷并联电机及其并联模型和控制方法


[0001]本专利技术属于无刷电机
，尤其是涉及一种无刷并联电机及其并联模型和控制方法。

技术介绍

[0002]直流电动机具有运行效率高、调速性能好等优点，但是由于电机中电刷换向的存在，导致此类电机存在无线电干扰、噪音大、磨损严重导致寿命短等问题，这也使得直流电动机的应用受到较大的限制。近年来，功率电子器件的迅速发展使得采用电子开关代替换向器成为现实，无刷电机也得以迅速发展。
[0003]无刷电机依靠定子磁场与转子磁场间的作用力拉动转子转动，定子的基本结构类似交流三相电机，三个线圈绕组由电子开关按规律接通直流电源形成旋转磁场从而拉动转子转动。
[0004]ABC三组线圈的连接方式与交流电机的三相线圈一样，有如图1所示的星型接法和如图2所示的三角形接法。图1中，6个电子开关两两轮流导通，BG1、BG5；BG1、BG6；BG2、BG6；BG2、BG4；BG3、BG4；BG3、BG5依次轮流且循环导通完成转子的360度旋转，线圈也按照AB、AC、BC、BA、CA、CB的顺序依次轮流循环导通。图2中三角形接法的电子开关轮流导通方式与星型接法一致，线圈按照A+CB、C+AB、B+AC、A+BC、C+BA、B+CA的顺序依次轮流循环导通。
[0005]由上述可以知道，目前的无刷电机中，三组线圈的关系是轮流相互串联的，在星型接法中，无法实现所有线圈同时工作；在三角形线圈中，虽然能够实现所有线圈同时工作，但是永远无法实现所有线圈始终并联工作。而并联模型的电机相对于串联模型的电机在电机性能和力矩输出等方面均具有明显的优势。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种无刷并联电机及其并联模型和控制方法。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：
[0008]一种用于无刷并联电机的并联模型，包括定子结构及用于连接电源模块和控制器的驱动电路，所述的定子结构包括至少两组相互并联的独立线圈，各组独立线圈分别连接于所述的驱动电路以由所述驱动电路控制各组独立线圈的通电状态。
[0009]在上述用于无刷并联电机的并联模型中，所述的电源模块包括正电源和地电源/负电源；
[0010]所述的驱动电路包括多个半桥电路，每组独立线圈的两端分别连接于两个半桥电路，连接于同一组独立线圈的两个半桥电路构成全桥电路。一个半桥电路可以只属于一个全桥电路，也可以同时属于两个全桥电路。
[0011]在上述用于无刷并联电机的并联模型中，半桥电路的数量多于独立线圈的数量；
[0012]且半桥电路数量与独立线圈数量的关系为M+1≤Z≤2M，M表示独立线圈数量，Z表
示半桥电路数量。
[0013]在上述用于无刷并联电机的并联模型中，各组独立线圈均各自对应两个半桥电路；即不存在被两组独立线圈共享的半桥电路，每个半桥电路均只属于一个全桥电路；
[0014]或者，部分独立线圈各自对应两个半桥电路，部分独立线圈的至少一端与其他独立线圈共享半桥电路；即存在部分半桥电路同时属于两个全桥电路的情况；
[0015]或者，所有独立线圈均与其他独立线圈共享半桥电路。即除了两端的两个半桥电路，其他所有半桥电路均同时属于两个全桥电路。
[0016]在上述用于无刷并联电机的并联模型中，半桥电路数量与独立线圈数量的关系为Z＝2M，且各组独立线圈均各自对应两个半桥电路；
[0017]或者，半桥电路数量与独立线圈数量的关系为Z＝M+1，且其中M
‑
1个半桥电路由两组独立线圈共享。
[0018]在上述用于无刷并联电机的并联模型中，每个半桥电路包括两个相互串联的电子开关，且所述独立线圈的两端分别连接在两个相应半桥电路中两个电子开关的串联公共端。
[0019]在上述用于无刷并联电机的并联模型中，所述的定子结构包括至少三组/四组/五组相互并联的独立线圈；
[0020]每组独立线圈由一组单一线圈或多组单一线圈构成；
[0021]且当一组独立线圈由多组单一线圈构成时，多组单一线圈之间相互串联和/或并联。
[0022]一种无刷并联电机，包括上述并联模型，以及转子结构、电源模块和控制器，所述的转子结构包括至少一对磁极，所述的并联模型包括驱动电路和独立线圈，所述的电源模块和控制器均连接于所述的驱动电路以由电源模块为驱动电路供电以及由控制器通过控制驱动电路来控制各组独立线圈的通电状态。
[0023]在上述的无刷并联电机中，所述的驱动电路包括多个半桥电路，每个半桥电路包括两个相互串联的电子开关，控制器通过控制连接于独立线圈两端的两个半桥电路中两个电子开关来控制相应独立线圈的通电状态；
[0024]所述的转子结构包括至少两对磁极。
[0025]一种无刷并联电机控制方法，控制器按照各组独立线圈的时序要求控制驱动电路，且各组独立线圈的时序要求为路，且各组独立线圈的时序要求为其中，T表示一个周期时间，N表示独立线圈组数，n表示第n组独立线圈，t表示第n组独立线圈的滞后时间。
[0026]本专利技术的优点在于：
[0027]1、采用并联思路设计无刷电机，能够实现所有线圈同时并联工作，提高线圈利用率；
[0028]2、具有更简单的线圈结构，所以具有更高的加工效率和更低的加工成本低；
[0029]3、由于所有线圈并联工作，相对于传统串联方式，具有力矩输出更高，功耗更低等优点；
[0030]4、线圈之间相互独立，没有任何影响关系，能够根据需要确定任意数量的线圈，具有更高的灵活性，使各种各样的应用场景具有更合适更实用的并联电机。
附图说明
[0031]图1为现有技术无刷直流电机星型接法的主要电路图；
[0032]图2为现有技术无刷直流电机角型接法的主要电路图；
[0033]图3为本专利技术实施例一中无刷并联电机的电路框图；
[0034]图4本专利技术实施例一中并联模型的主要电路图；
[0035]图5为本专利技术实施例一中使用三组独立线圈的控制时序示意图；
[0036]图6本专利技术实施例二中并联模型的主要电路图；
[0037]图7为本专利技术实施例二中使用三组独立线圈的控制时序示意图。
[0038]附图标记：电源模块1；控制器2；驱动电路3；定子结构4。
具体实施方式
[0039]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。
[0040]实施例一
[0041]如图3所示，本实施例公开了一种无刷并联电机，包括定子结构4、转子结构、电源模块1、控制器2和驱动电路3。转子结构包括至少一对磁极，本领域技术人员可以选择使用一对磁极、两对磁极或多对磁极；定子结构4包括至少两组相互并联的独立线圈，可以为三组、五组、或多组独立线圈；各组独立线圈分别连接于驱动电路3，电源模块1和控制器2均连接于驱动电路3以由电源模块1为驱动电路3供电以及由控制器2通过控制驱动电路3来控制各组独立线圈的通电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于无刷并联电机的并联模型，包括定子结构及用于连接电源模块和控制器的驱动电路，其特征在于，所述的定子结构包括至少两组相互并联的独立线圈，各组独立线圈分别连接于所述的驱动电路以由所述驱动电路控制各组独立线圈的通电状态。2.根据权利要求1所述的用于无刷并联电机的并联模型，其特征在于，所述的电源模块包括正电源和地电源/负电源；所述的驱动电路包括多个半桥电路，每组独立线圈的两端分别连接于两个半桥电路。3.根据权利要求2所述的无刷电机的并联电机模型结构，其特征在于，半桥电路的数量多于独立线圈的数量；且半桥电路数量与独立线圈数量的关系为M+1≤Z≤2M，M表示独立线圈数量，Z表示半桥电路数量。4.根据权利要求3所述的无刷电机的并联电机模型结构，其特征在于，各组独立线圈均各自对应两个半桥电路；或者，部分独立线圈各自对应两个半桥电路，部分独立线圈的至少一端与其他独立线圈共享半桥电路；或者，所有独立线圈均与其他独立线圈共享半桥电路。5.根据权利要求4所述的无刷电机的并联电机模型结构，其特征在于，半桥电路数量与独立线圈数量的关系为Z＝2M，且各组独立线圈均各自对应两个半桥电路；或者，半桥电路数量与独立线圈数量的关系为Z＝M+1，且其中M
‑
1个半桥电路由两组独立线圈共享。6.根据权利要求2
‑
5任意一项所述的用于无刷并联电机的并联模型，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：杭州东博自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：