專利名稱：用于電動車的五相直流無刷電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直流無刷電^L，特別涉及用于電動車的五相直流無刷 電機(jī)。
背景技術(shù)：
目前隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，消費(fèi)者對產(chǎn)品的認(rèn)知能力和要求越來越高，由 于市場的要求高，故此各地電機(jī)生產(chǎn)廠家在不斷推陳出新的同時(shí)也嘗試著用各 種方法提高電機(jī)效率和轉(zhuǎn)矩。如采用增加磁鋼磁通量，改變錠子厚度，改變錠 子和輪轂直徑等。當(dāng)然以上各種方法也能解決某方面的問題。但受到制約的因 素也比較多，磁鋼充磁的控制，錠子厚度的增加從而使重量增加在起動時(shí)轉(zhuǎn)動 慣量的絕對值很大，起動電流較大，位置傳感器和KZQ控制器的質(zhì)量較大。增 加錠子和輪轂直徑又會使得生產(chǎn)成本大幅度提高。

實(shí)用新型內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種高轉(zhuǎn)速、大扭矩、繞 組利用率較高并且成本相對較低的用于電動車的五相直流無刷電機(jī)。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的用于電動車的五相直流無刷電機(jī)，包括 具有五相星形連接繞組的定子和相對于所述繞組旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組成，所述繞組在 響應(yīng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置換相。
特別是，還包括五個(gè)位置傳感器和與所述位置傳感器分別連接的控制器， 位置傳感器將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置變換成信號傳遞給控制器，所述控制器根據(jù)接受 到的信號控制所述定子各相繞組按預(yù)定次序?qū)ǎㄗ酉嚯娏麟S轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位 置變化而按預(yù)定的次序換相。
其中，所述的各相繞組的導(dǎo)通次序與所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動角度同步。進(jìn)一步地，所述的轉(zhuǎn)子由42片磁鋼或48片》茲鋼組成。 進(jìn)一步地，所述的定子周向設(shè)置有45個(gè)槽。
上述的結(jié)構(gòu)，由于在工作時(shí)繞組相間不斷切換，所以至少能得到四相繞組 同時(shí)工作，普通三相電4幾進(jìn)入飽和狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速會明顯變j氐，而JU旦矩也4交小， 而五相電機(jī)在進(jìn)入飽和狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速不會明顯下降，扭矩也會比普通三相電才幾大 20%左右，所以繞組利用率得到提高，電機(jī)效率進(jìn)一步提高；由于該電機(jī)采用五 相繞組，故整個(gè)錠子均采用短距繞組，電機(jī)在額定轉(zhuǎn)矩時(shí)，轉(zhuǎn)子在不同位置上 轉(zhuǎn)矩的變化量很大，尤其在低轉(zhuǎn)速時(shí)更容易產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動，電動自行車用電機(jī) 本身就屬于低轉(zhuǎn)速電機(jī)，五相電機(jī)正是采用了多相繞組，多對磁場來解決轉(zhuǎn)矩 脈動問題；可以不經(jīng)減速直接起動負(fù)荷，反應(yīng)速度快，機(jī)電時(shí)間常數(shù)小，約為 十幾到幾十毫秒，能在堵轉(zhuǎn)和低速下運(yùn)行，堵轉(zhuǎn)情況下能夠產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)矩 而不損壞電機(jī)和控制器，在很低的轉(zhuǎn)速下也能平穩(wěn)運(yùn)行，轉(zhuǎn)速為每分鐘幾轉(zhuǎn)至 十幾轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速波動僅占總轉(zhuǎn)速的5%左右，起動性能好；繞組換流避免了由于一 般電動自行車多用里翻外電機(jī)，磁鋼旋轉(zhuǎn)部分，要保持電磁轉(zhuǎn)矩和磁鋼磁極互 成90度角的困擾。


圖1為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例的五相繞組連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1所示，本實(shí)用新型的用于電動車的五相直流無刷電機(jī)，包括具有五 相星形連接繞組1的定子和相對于所述繞組旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組成，所述繞組在響應(yīng) 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置換相。
上述結(jié)構(gòu)的用于電動車的五相直流無刷電才幾，由于在工作時(shí)相間不斷切換， 所以至少能得到四相繞組同時(shí)工作，工作過程為，每次為四相繞組同時(shí)工作，上 橋二相，下橋二相，根據(jù)相對應(yīng)的位置傳感器譯碼得出上、下橋?qū)ㄕ嬷当?。相比三相電機(jī)的工作過程為每次兩相工作及上、下橋各一相導(dǎo)通，其功率儲備 以及進(jìn)入飽和區(qū)的情況有較大幅度的提高。普通三相電機(jī)進(jìn)入飽和狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速 會明顯變低，而且扭矩也較小，而五相電機(jī)在進(jìn)入飽和狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速不會明顯下
降，扭矩也會比普通三相電機(jī)大20%左右，所以繞組利用率得到提高，電機(jī)效率 進(jìn)一步提高；其次由于該電機(jī)采用五相繞組，故整個(gè)4t子均采用短距繞組，電 機(jī)在額定轉(zhuǎn)矩時(shí)，轉(zhuǎn)子在不同位置上轉(zhuǎn)矩的變化量很大，尤其在低轉(zhuǎn)速時(shí)更容 易產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動，電動自行車用電機(jī)本身就屬于低轉(zhuǎn)速電機(jī)，五相電機(jī)正是采 用了多相繞組，多對磁場來解決轉(zhuǎn)矩脈動問題；再則用于電動車的五相直流無 刷電才幾可以不經(jīng)減速直4妻起動負(fù)荷，由于五相電才幾工作原理為每次為四相繞組 同時(shí)工作，及上、下橋各有兩組繞組同時(shí)工作，其定位扭矩比原三相電機(jī)單繞 組工作的定位扭矩要大近10N.M,故一般電動車可高速起動。反應(yīng)速度快，機(jī)電 時(shí)間常數(shù)小，可以達(dá)到十幾到幾十毫秒，能在堵轉(zhuǎn)和低速下運(yùn)行，堵轉(zhuǎn)情況下 能夠產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)矩而不損壞電機(jī)和控制器，即使在很低的轉(zhuǎn)速下也能平穩(wěn) 運(yùn)行，轉(zhuǎn)速為每分鐘幾轉(zhuǎn)至十幾轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速波動僅占總轉(zhuǎn)速的5%左右，起動性能 好；最后繞組換流避免由于一般電動自行車多用里翻外電機(jī)，磁鋼旋轉(zhuǎn)部分， 要保持電磁轉(zhuǎn)矩和磁鋼磁極互成90度角的困擾。
作為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，還包括五個(gè)位置傳感器和與所述位置傳感 器分別連接的控制器，位置傳感器將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置變換成信號傳遞給控制器， 所述控制器根據(jù)接受到的信號控制所述定子各相繞組按預(yù)定次序?qū)ǎㄗ酉?電流隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置變化而按預(yù)定的次序換相。結(jié)構(gòu)筒單、運(yùn)行可靠、維護(hù) 方i"更、運(yùn)行效率高。
其中，所述的各相繞組的導(dǎo)通次序與所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動角度同步。
本實(shí)用新型的五相直流無刷電機(jī)，轉(zhuǎn)子由42片磁鋼或48片磁鋼組成，對 應(yīng)定子周向設(shè)置有45個(gè)槽，從而組成42極對45槽或48極對45槽電機(jī)，有以 下優(yōu)點(diǎn)1、電機(jī)是分?jǐn)?shù)槽電機(jī)，從而起動扭矩大而脈動扭矩小及抖動小，平穩(wěn)。 2、磁路均勻，每相九槽，磁場分布均勻，繞組安排合理，既可以提高生產(chǎn)率又可以^C高系統(tǒng)效率。
目前國內(nèi)電動車行業(yè)普遍采用三相無刷直流電機(jī)，而五相電機(jī)在電路采點(diǎn)方 面的頻率要高于三相電機(jī)。五相電機(jī)工作過程為兩上、兩下繞組同時(shí)工作，電 機(jī)有效工作平臺寬，而三相電機(jī)的工作過程為單上、單下繞組工作，電機(jī)易飽
和；五相電機(jī)繞組采用并聯(lián)工作，在運(yùn)行過程中，萬一有一相損壞，也不會影 響工作狀態(tài)，所以五相電機(jī)相比比三相電機(jī)有很大的優(yōu)越性。
本實(shí)用新型不局限于上述實(shí)施方式，不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上做任何變化， 凡是利用上述的用于電動車的五相直流無刷電機(jī)都是本實(shí)用新型的一種變形， 均應(yīng)認(rèn)為落在本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種用于電動車的五相直流無刷電機(jī)，其特征在于，包括具有五相星形連接繞組的定子和相對于所述繞組旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組成，所述繞組在響應(yīng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置換相。
2、 如權(quán)利要求1所述的用于電動車的五相直流無刷電機(jī)，其特征在于，還 包括五個(gè)位置傳感器和與所述位置傳感器分別連接的控制器，位置傳感器將轉(zhuǎn) 子的旋轉(zhuǎn)位置變換成信號傳遞給控制器，所述控制器根據(jù)接受到的信號控制所 述定子各相繞組按預(yù)定次序?qū)?，定子相電流隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置變化而按預(yù)定 的次序換相。
3、 如權(quán)利要求2所述的用于電動車的五相直流無刷電機(jī)，其特征在于，所 述的各相繞組的導(dǎo)通次序與所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動角度同步。
4、 如權(quán)利要求3所述的用于電動車的五相直流無刷電機(jī)，其特征在于，所 述的轉(zhuǎn)子由42片》茲鋼或48片》茲鋼組成。
5、 如權(quán)利要求4所述的用于電動車的五相直流無刷電機(jī)，其特征在于，所 述的定子周向設(shè)置有45個(gè)槽。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于電動車的五相直流無刷電機(jī)，為解決現(xiàn)有技術(shù)中電機(jī)效率低、扭矩小、成本高等問題而發(fā)明。本實(shí)用新型的用于電動車的五相直流無刷電機(jī)包括具有五相星形連接繞組的定子和相對于所述繞組旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組成，所述繞組在響應(yīng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置換相。上述的結(jié)構(gòu)，由于五相繞組不斷切換，所以至少四相繞組同時(shí)工作，進(jìn)入飽和狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速不會明顯下降，扭矩也會比普通三相電機(jī)大；轉(zhuǎn)矩脈動??；不經(jīng)減速直接起動負(fù)荷，反應(yīng)速度快，能在堵轉(zhuǎn)和低速下產(chǎn)生足夠大轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)運(yùn)行且不損壞電機(jī)和控制器，起動性能好；繞組換流避免了保持電磁轉(zhuǎn)矩和磁鋼磁極互成90度角的困擾。
文檔編號H02K3/28GK201422069SQ200920148120
公開日2010年3月10日 申請日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者耀 梁 申請人:名泰機(jī)械制造有限公司