一种可切换电机绕组的驱动系统的制作方法

    技术2023-06-26  96


    技术领域:

    本实用新型涉及一种可切换电机绕组的驱动系统。



    背景技术:

    对电动汽车来说,在不同工况下,对驱动电机系统的性能要求是不同的。现有技术中也有双绕组三相电机及其控制方法,其双绕组控制是通过两个不同逆变单元来分开控制,见图1所示,实现不同工况下驱动电机系统的不同性能要求,见专利号为201810457043.0为背景技术专利。图1中控制器4包括逆变单元1和逆变器2,两套线圈绕3包括第一套3相绕组w(含a、b、c三相)和第二套3相绕组w2(含a、b、c三相)。

    这种双逆变器驱动两套线圈绕组的拓扑电路结构存在如下缺点:

    1、双逆变器的控制相对复杂;

    2、双逆变器结构复杂,且成本较高。



    技术实现要素:

    本实用新型的第一目的是提供一种可切换电机绕组的驱动系统,解决现有技术中双逆变器驱动两套线圈绕组导致控制复杂、结构复杂、制造成本高的技术问题。

    本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。

    一种可切换电机绕组的驱动系统,包括电机和电机控制器,所述的电机包括定子组件、转子组件和机壳组件,所示的定子组件上绕有第一套线圈绕组和第二套线圈绕组,第一套线圈绕组包括u1相绕组、v1相绕组和w1相绕组,第二套线圈绕组包括u2相绕组、v2相绕组和w2相绕组,第一套线圈绕组和第二套线圈绕组组合起来工作,所述的电机控制器包括主控单元、控制单元和一个逆变单元,控制单元控制逆变单元工作,主控单元负责外部接口数据与内部接口数据的交换以及协调工作,逆变单元的3个输出端分别连接u2相绕组、v2相绕组和w2相绕组的一端,其特征在于:u2相绕组、v2相绕组和w2相绕组的另一端分别与u1相绕组、v1相绕组和w1相绕组的一端连接,u1相绕组、v1相绕组和w1相绕组的另一端连接起来,第一套线圈绕组和第二套线圈绕组之间设置第一组开关k1、k2、k3,u2相绕组、v2相绕组和w2相绕组的另一端分别通过一组引线l1、l2、l3引出并连接起来,引线l1、l2、l3上设置第二组开关k4、k5、k6以便使引线l1、l2、l3通电或者断开,引线l1、l2、l3的连接点位于第一组开关k1、k2、k3与第二套线圈绕组之间,逆变单元的3个输出端分别连接引线l4、l5、l6的一端,引线l4、l5、l6上设置第三组开关k7、k8、k9以便使引线l4、l5、l6通电或者断开,引线l4、l5、l6的另一端分别连接u1相绕组、v1相绕组和w1相绕组,引线l4、l5、l6的连接点位于第一套线圈绕组与第一组开关k1、k2、k3之间,第一组开关k1、k2、k3、第二组开关k4、k5、k6和第三组开关k7、k8、k9受控制单元控制。

    上述当控制单元控制第一组开关k1、k2、k3闭合,控制第二组开关k4、k5、k6断开,控制第三组开关k7、k8、k9断开时,第一套线圈绕组和第二套线圈绕组串联起来工作。

    上述当控制单元控制第一组开关k1、k2、k3断开,控制第二组开关k4、k5、k6闭合,控制第三组开关k7、k8、k9闭合时,第一套线圈绕组和第二套线圈绕组并联起来一起工作。

    上述所述的第一组开关k1、k2、k3,第二组开关k4、k5、k6和第三组开关k7、k8、k9是可控开关。

    上述的第一组开关k1、k2、k3和第三组开关k7、k8、k9是双向导通开关。

    上述的单逆变单元、控制单元及主控单元集成在一起。

    上述当车辆处于第一种工况状态时,控制单元控制第一组开关k1、k2、k3开通,第二组开关k4、k5、k6和第三组开关k7、k8、k9断开,实现第一套线圈绕组和第二套线圈绕组串联;当车辆处于第二种工况状态时,控制单元控制第一组开关k1、k2、k3关断,第二组开关k4、k5、k6和第三组开关k7、k8、k9开通,实现第一套线圈绕组和第二套线圈绕组并联。

    本实用新型与现有技术相比,具有如下效果:

    1)本实用新型的定子组件上绕有第一套线圈绕组和第二套线圈绕组,采用一个逆变单元驱动第一套线圈绕组和第二套线圈绕组,简化控制,简化电路结构,降低成本。

    2)本实用新型的其它优点在说明书实施例部分作详细的描述。

    附图说明:

    图1是现有技术中双逆变器驱动两套线圈绕组的电路方框图;

    图2是本实用新型的电路方框图;

    图3是本实用新型的逆变单元的电路图。

    具体实施方式:

    下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

    实施例一:

    如图2、图3所示,本实施例是一种可切换电机绕组的驱动系统,包括电机和电机控制器,所述的电机包括定子组件、转子组件和机壳组件,所示的定子组件上绕有第一套线圈绕组和第二套线圈绕组,第一套线圈绕组包括u1相绕组、v1相绕组和w1相绕组,第二套线圈绕组包括u2相绕组、v2相绕组和w2相绕组,第一套线圈绕组和第二套线圈绕组组合起来工作,所述的电机控制器包括主控单元、控制单元和一个逆变单元,控制单元控制逆变单元工作,主控单元负责外部接口数据与内部接口数据的交换以及协调工作,逆变单元的3个输出端分别连接u2相绕组、v2相绕组和w2相绕组的一端,其特征在于:u2相绕组、v2相绕组和w2相绕组的另一端分别与u1相绕组、v1相绕组和w1相绕组的一端连接,u1相绕组、v1相绕组和w1相绕组的另一端连接起来,第一套线圈绕组和第二套线圈绕组之间设置第一组开关k1、k2、k3,u2相绕组、v2相绕组和w2相绕组的另一端分别通过一组引线l1、l2、l3引出并连接起来,引线l1、l2、l3上设置第二组开关k4、k5、k6以便使引线l1、l2、l3通电或者断开,引线l1、l2、l3的连接点位于第一组开关k1、k2、k3与第二套线圈绕组之间,逆变单元的3个输出端分别连接引线l4、l5、l6的一端,引线l4、l5、l6上设置第三组开关k7、k8、k9以便使引线l4、l5、l6通电或者断开,引线l4、l5、l6的另一端分别连接u1相绕组、v1相绕组和w1相绕组,引线l4、l5、l6的连接点位于第一套线圈绕组与第一组开关k1、k2、k3之间,第一组开关k1、k2、k3、第二组开关k4、k5、k6和第三组开关k7、k8、k9受控制单元控制。

    上述当控制单元控制第一组开关k1、k2、k3闭合,控制第二组开关k4、k5、k6断开,控制第三组开关k7、k8、k9断开时,第一套线圈绕组和第二套线圈绕组串联起来工作。

    上述当控制单元控制第一组开关k1、k2、k3断开,控制第二组开关k4、k5、k6闭合,控制第三组开关k7、k8、k9闭合时,第一套线圈绕组和第二套线圈绕组并联起来一起工作。

    以上2种应用,第一套线圈绕组和第二套线圈绕组组合起来工作,灵活方便。

    上述第一组开关k1、k2、k3,第二组开关k4、k5、k6和第三组开关k7、k8、k9是可控开关。

    上述的第一组开关k1、k2、k3和第三组开关k7、k8、k9是双向导通开关。

    上述的主控单元、单逆变单元与控制单元集成在一起。

    当车辆处于第一种工况状态时,控制单元控制第一组开关k1、k2、k3开通,第二组开关k4、k5、k6和第三组开关k7、k8、k9断开,实现第一套线圈绕组和第二套线圈绕组串联;当车辆处于第二种工况状态时,控制单元控制第一组开关k1、k2、k3关断,第二组开关k4、k5、k6和第三组开关k7、k8、k9开通,实现第一套线圈绕组和第二套线圈绕组并联。

    当车辆处于第一种工况状态,控制单元控制第一组开关k1、k2、k3开通,第二组开关k4、k5、k6和第三组开关k7、k8、k9断开,实现第一套线圈绕组和第二套线圈绕组串联;当车辆处于第二种工况状态,控制单元控制第一组开关k1、k2、k3关断,第二组开关k4、k5、k6和第三组开关k7、k8、k9开通,实现第一套线圈绕组和第二套线圈绕组并联。通过单逆变单元实现两套绕组不同的组合(串联或者并联),使电机输出不同的性能来满足车辆工况需求。

    以上实施例为本发明的较佳实施方式,但本发明的实施方式不限于此,其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。


    技术特征:

    1.一种可切换电机绕组的驱动系统,包括电机和电机控制器,所述的电机包括定子组件、转子组件和机壳组件,所示的定子组件上绕有第一套线圈绕组和第二套线圈绕组,第一套线圈绕组包括u1相绕组、v1相绕组和w1相绕组,第二套线圈绕组包括u2相绕组、v2相绕组和w2相绕组,第一套线圈绕组和第二套线圈绕组组合起来工作,所述的电机控制器包括主控单元、控制单元和一个逆变单元,控制单元控制逆变单元工作,主控单元负责外部接口数据与内部接口数据的交换以及协调工作,逆变单元的3个输出端分别连接u2相绕组、v2相绕组和w2相绕组的一端,其特征在于:u2相绕组、v2相绕组和w2相绕组的另一端分别与u1相绕组、v1相绕组和w1相绕组的一端连接,u1相绕组、v1相绕组和w1相绕组的另一端连接起来,第一套线圈绕组和第二套线圈绕组之间设置第一组开关k1、k2、k3,u2相绕组、v2相绕组和w2相绕组的另一端分别通过一组引线l1、l2、l3引出并连接起来,引线l1、l2、l3上设置第二组开关k4、k5、k6以便使引线l1、l2、l3通电或者断开,引线l1、l2、l3的连接点位于第一组开关k1、k2、k3与第二套线圈绕组之间,逆变单元的3个输出端分别连接引线l4、l5、l6的一端,引线l4、l5、l6上设置第三组开关k7、k8、k9以便使引线l4、l5、l6通电或者断开,引线l4、l5、l6的另一端分别连接u1相绕组、v1相绕组和w1相绕组,引线l4、l5、l6的连接点位于第一套线圈绕组与第一组开关k1、k2、k3之间,第一组开关k1、k2、k3、第二组开关k4、k5、k6和第三组开关k7、k8、k9受控制单元控制。

    2.根据权利要求1所述的一种可切换电机绕组的驱动系统,其特征在于:当控制单元控制第一组开关k1、k2、k3闭合,控制第二组开关k4、k5、k6断开,控制第三组开关k7、k8、k9断开时,第一套线圈绕组和第二套线圈绕组串联起来工作。

    3.根据权利要求1所述的一种可切换电机绕组的驱动系统,其特征在于:当控制单元控制第一组开关k1、k2、k3断开,控制第二组开关k4、k5、k6闭合,控制第三组开关k7、k8、k9闭合时,第一套线圈绕组和第二套线圈绕组并联起来一起工作。

    4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种可切换电机绕组的驱动系统,其特征在于:第一组开关k1、k2、k3,第二组开关k4、k5、k6和第三组开关k7、k8、k9是可控开关。

    5.根据权利要求1至3任意一项所述的一种可切换电机绕组的驱动系统,其特征在于:第一组开关k1、k2、k3和第三组开关k7、k8、k9是双向导通开关。

    6.根据权利要求4所述的一种可切换电机绕组的驱动系统,其特征在于:单逆变单元、控制单元及主控单元集成在一起。

    7.根据权利要求1至3任意一项所述的一种可切换电机绕组的驱动系统,其特征在于:当车辆处于第一种工况状态时,控制单元控制第一组开关k1、k2、k3开通,第二组开关k4、k5、k6和第三组开关k7、k8、k9断开,实现第一套线圈绕组和第二套线圈绕组串联;当车辆处于第二种工况状态时,控制单元控制第一组开关k1、k2、k3关断,第二组开关k4、k5、k6和第三组开关k7、k8、k9开通,实现第一套线圈绕组和第二套线圈绕组并联。

    技术总结
    本实用新型公开了种可切换电机绕组的驱动系统,包括电机和电机控制器,所示的定子组件上绕有第一套线圈绕组和第二套线圈绕组,第一套线圈绕组和第二套线圈绕组可以独立工作或者组合起来工作,所述的电机控制器包括主控单元、控制单元和一个逆变单元,主控单元负责外部接口数据与内部接口数据的交换以及协调工作,控制单元控制逆变单元工作,采用一个逆变单元驱动第一套线圈绕组和第二套线圈绕组,当车辆处于第一种工况状态时,实现第一套线圈绕组和第二套线圈绕组串联;当车辆处于第二种工况状态时,实现第一套线圈绕组和第二套线圈绕组并联。它简化控制,简化电路结构,降低成本。

    技术研发人员:刘大伟;黄锦元;刘萌;杨龙俊
    受保护的技术使用者:中山大洋电机股份有限公司
    技术研发日:2019.08.31
    技术公布日:2020.03.31

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