具有电子可扩缩可重构绕组的电驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及具有电子可扩缩可重构绕组的电驱动装置。具体地，提供了一种用于电机的定子相电路，其包括相绕组电路，所述相绕组电路包括多个串联联接的子绕组电路，各子绕组电路包括并联联接在相应的第一可控开关两端的相应子绕组。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及多相永磁电机。
技术介绍
本节中的陈述仅提供与本公开有关的信息，并且可以不构成现有技术。混合动力车辆系统通常使用一个或多个永磁电机(例如，电驱动装置)作为提供推进源以补充发动机的、传动系统的一部分。产生规定转矩曲线的这些电 机的制造、维修和运行的精确度，对于车辆的稳定高效运行是重要的。由于存在运行电压限值，因而电机在高速运转下其转矩能力会受到限制。在给定的电机运行速度下，随着电机的运行速度增加，转矩曲线开始下降。例如，已知利用电机的定子和转子之间的磁通弱化(flux weakening)来扩展运行速度范围。还已知的是，在缠绕至定子的线圈之间进行切换以使能一种双模式、串联和并联连接。理想的是，涵盖在电驱动装置的多个运行速度范围之间的模式切换从而在运行速度增加时优化转矩曲线的转矩输出。同样，理想的是，根据期望的速度范围或模式的数量以及所使用的相绕组电路的数量应用扩缩性方法。
技术实现思路
一种用于电机的定子相电路，其包括相绕组电路，所述相绕组电路包括多个串联联接的子绕组电路，各子绕组电路包括并联联接在相应的第一可控开关两端的相应的子绕组。本专利技术还涉及以下技术方案。方案I. 一种用于电机的定子相电路，包括 相绕组电路，所述相绕组电路包括多个串联联接的子绕组电路，各子绕组电路包括并联联接于相应的第一可控开关两端的相应的子绕组。方案2.如方案I所述的定子相电路，还包括 与每个相应的子绕组串联联接的相应的第二可控开关，其中，相应的第一可控开关并联联接在对应的串联联接的子绕组和第二可控开关两端。方案3.如方案2所述的定子相电路，其中，所述第一可控开关和所述第二可控开关是能够在断开状态和闭合状态下操作的双向开关，并且其中，各子绕组电路的相应的第一可控开关和第二可控开关从不同时处于断开状态和闭合状态。方案4.如方案I所述的定子相电路，其中，所述相绕组电路包括串联联接的两个子绕组电路，所述相绕组电路基于所述两个子绕组电路的相应子绕组的相应组合来提供三个有效绕组匝数比。方案5.如方案4所述的定子相电路，其中，基于所述两个子绕组电路的相应子绕组的相应组合具有三个有效绕组匝数比的所述相绕组电路包括所述三个有效绕组匝数比中的每个有效绕组匝数比让所述两个子绕组电路中的至少一个子绕组电路在电路中。方案6.如方案I所述的定子相电路，其中，所述相绕组电路包括串联联接的三个子绕组电路，所述相绕组电路基于所述三个子绕组电路的相应子绕组的相应组合来提供七个有效绕组匝数比。方案7.如方案6所述的定子相电路，其中，基于所述三个子绕组电路的相应子绕组的相应组合具有七个有效绕组匝数比的所述相绕组电路包括所述七个有效绕组匝数比中的每个有效绕组匝数比让所述三个子绕组电路中的至少一个子绕组电路在电路中。方案8. —种用于电机的多相绕组电路,包括 多个相绕组电路，各相应的相绕组电路包括多个串联联接的子绕组电路，各相应的子绕组电路包括与子绕组串联联接的第一可控开关以及并联联接于对应的串联联接的第一可控开关和子绕组两端的第二可控开关，其中，所述第一可控开关和所述第二可控开关是能够在断开状态和闭合状态下操作的双向开关，并且其中，各子绕组电路的相应的第一可 控开关和第二可控开关从不同时处于断开状态和闭合状态。方案9.如方案8所述的多相绕组电路，其中，所述电机包括感应电机、永磁电机和绕线转子同步电机中的一种电机。方案10.如方案8所述的多相绕组电路，其中，各相应的相绕组电路的各子绕组包括不同于所述相应的相绕组电路中各个其它子绕组的相应的绕组匝数比。方案11.如方案10所述的多相绕组电路，其中，所述相应的绕组匝数比能够选择性地组合，从而产生针对各个相绕组电路的线性渐增的有效绕组匝数比。方案12.对电机进行操作的方法，所述电机包括了具有多个串联联接的子绕组电路的相绕组电路，各相应的子绕组电路包括与子绕组串联联接的第一可控开关、以及并联联接于对应的串联联接的第一可控开关和子绕组两端的第二可控开关，所述方法包括 为包括所述子绕组中的至少一个子绕组的串联组合的所述相绕组电路选择有效绕组匝数比；以及 对所述相绕组电路的各开关加以控制，从而提供所述有效匝数比。方案13.如方案12所述的方法，其中，选择所述有效绕组匝数比包括 监测电动机速度；以及 基于所述电动机速度来选择所述有效绕组匝数比。方案14.如方案12所述的方法，其中，控制所述相绕组电路的各开关包括 当经过所述相绕组电路的同相电流大致为零时，切换所述相绕组电路的各开关。附图说明现在将参照附图通过示例来描述一个或多个实施例。图I示意性地示出了关于根据本公开的示例性的带内转子的径向磁通电机的剖视图。图2以图形方式示出了根据本公开的、随电机运行速度变化而变化的转矩曲线。图3示意性地示出了根据本公开的、包括多个串联联接的子绕组电路210、220的电机的相绕组电路200。图4以图形方式示出了根据本公开的、基于采用图3的相绕组电路200的、在整个电机运行速度范围内的提升的转矩能力曲线(increased torque capability profile)310。图5示意性地示出了根据本公开的、包括多个串联联接的子绕组电路410、420、430的电机的相绕组电路400。图6以图形方式示出了根据本公开的、基于采用图4的相电路400的、在整个电机运行速度范围内的提升的转矩能力曲线510。图7示出了根据本公开的、用于在整个运行范围内对多相电机的单个相进行操作的流程图。图8示出了根据本公开的、在各运行速度范围或模式之间进行转换期间相应的子绕组电路的第二可控开关13、12的位置的示例性模拟数据。 图9分别示出了根据本公开的、三相电机中的同相电流800以及该三相电机的单个相的第一和第二子绕组电路电流810、820的示例性模拟数据。图10和图11以图形方式示出了根据本公开的、三相电机中的同相电流的示例性模拟数据、以及在该电机三个相的每个相中在各运行速度范围或模式之间发生转换的点。具体实施例方式现在参照附图，其中各附图仅以说明某些示例性实施例为目的而并非以限制其为目的，图I示意性地示出了根据本公开的带内转子的径向磁通电机56的剖视图。图I中的电机56仅是示例性的，并且描述它的目的是提供对以下所述示例性多相绕组电路的更好理解。所述电机可以是多相永磁电机、感应电机或者绕线转子同步电机。带内转子的径向磁通电机可以适用于不同的电机子拓扑结构(sub-topologies)。例如,在径向电机这类电机中，本文中公开的方法可以应用于外定子电机、内定子电机或者双定子电机。电机56包括轴202,轴202用于提供对电机56的输入以及接收来自电机56的输出。转子204联接到轴202并且包括转子芯206，转子芯206上安装有永磁体208。利用气隙212将定子207与转子204隔开，定子207包括定子芯214，相绕组电路216位于其上。当转子204相对于位于定子207上的绕组216而旋转时，在绕组216中感应出电压。该电压是各种电机设计参数的函数，所述参数包括定子207的绕组216的匝数；转子204的磁场强度；和电机56的磁通路径的磁导率。感应电压的大小是转子204角速度的结果，并且是绕组216的匝数、定子207的材料的磁导率、和磁体208的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电机的定子相电路，包括：相绕组电路，所述相绕组电路包括多个串联联接的子绕组电路，各子绕组电路包括并联联接于相应的第一可控开关两端的相应的子绕组。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SM奈克，L郝，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：