專利名稱：一種三相無觸點直流電機繞組連接結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及三相直流電機技術領域，具體地說是一種三相無觸點直流電機繞組連接結構。
背景技術：
目前電動車所需的動力都是由直流電動機提供的，電動車在平路行駛時，速度能夠達到很快的要求，當遇到爬坡時，電動車速度立即下降，速度變慢、電感抗減小、電流增大，直到電機達到磁通飽和，即使電流在增大，行駛速度仍然很慢。為了保證平路速度，又要提高爬坡載荷能力，一種名為適于軟換擋的無刷永磁直流電動機定子繞組的專利技術，該技術采用直流雙動力電機、共有3相繞組，每相由2節(jié)繞組串聯而成，電動車行駛時，控制器通過直流繼電器觸點對同一相內的2節(jié)繞組進行切換連接。當爬坡時，2節(jié)繞組串聯，線圈匝數多，磁通量大，電感抗大，通過線圈電流小，電機運行于低速檔，其扭矩大爬坡能力強。 當平路行駛時，僅連接一節(jié)繞組，此時線圈匝數小，磁通量小一半，電感抗小一半，流過線圈的電流增大，電機速度得到提高。這時對平路和爬坡的兼容性起到一定的改善作用。但同時也存在嚴重的不足，電動車在平路行駛時，電動車的另一節(jié)繞組空置，鐵芯滿槽率只有一半，電機總磁通量減小一半，電感抗減小，載荷能力減小，易產生磁通飽和大電流，造成繼電器觸點經常燒壞。由于電機總線圈匝數比原有技術電機線圈匝數增加一倍，使得線圈導線截面積減少，內阻增加、功耗加大，導致電機發(fā)熱，縮短電機壽命。為了克服以上缺點，特提出了一種三相直流電機繞組連接結構，如圖1所示，該三相直流電機繞組連接結構包括A、 B、C三相繞組，其特征在于該三相繞組中至少兩相繞組的連接結構如下每相繞組均由兩段繞組組成，每段繞組又設有首端和尾端兩個引出端，第一段繞組的首端與一繼電器的第一開關的固定端連接，第一開關的第一活動端懸空，第一開關的第二活動端與第二段繞組的首端連接，第一段繞組的尾端與該繼電器的第二開關的固定端連接，第二開關的第一活動端與第二段繞組的首端連接，第二開關的第二活動端與第二段繞組的尾端連接。但是采用繼電器開關進行切換，由于繼電器開關是有觸點開關，易出現電弧或火花，影響開關使用壽命和工作可靠性。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種三相無觸點直流電機繞組連接結構，能夠克服上述缺點。為實現上述目的，本實用新型的方案如下一種三相無觸點直流電機繞組連接結構，包括A、B、C三相繞組，該三相繞組中至少兩相繞組的連接結構如下每相繞組均由兩段繞組組成，每段繞組又設有首端和尾端兩個引出端，其特征在于第一段繞組的首端與該相母線連接，第一段繞組的首端通過一組電子開關與第二段繞組的首端連接；第一段繞組的尾端通過一組電子開關與第二段繞組的首端連接；第一段繞組的尾端通過一組電子開關與相線公共點連接；第二段繞組的尾端與電機公共點連接。其中第一段繞組的首端與第一電子開關的一端連接，第一電子開關的另一端與第一二極管的正極連接，第一二極管的負極與第二段繞組的首端連接，第一段繞組的首端還與第二電子開關的一端連接，第二電子開關的另一端與第二二極管的負極連接，第二二極管的正極與第二段繞組的首端連接；第一段繞組的尾端與第三電子開關的一端連接，第三電子開關的另一端與第三二級管的正極連接，第三二極管的負極與第二段繞組的首端連接，第一段繞組的尾端與第四電子開關的一端連接，第四電子開關的另一端與第四二極管的負極連接，第四二極管的正極與第二段繞組的首端連接；第一段繞組的尾端與第五電子開關的一端連接，第五電子開關的另一端與第五二極管的正極連接，第五二極管的負極與相線公共點連接，第一段繞組的尾端與第六電子開關的一端連接，第六電子開關的另一端與第六二極管的負極連接，第六二極管的正極與相線公共點連接；第二段繞組的尾端與電機公共點連接。使用時可將相線公共點和電機公共點連接。第一電子開關的正極與第一段繞組的首端連接，第一電子開關的負極與第一二極管的正極連接，第一電子開關的控制端與第一穩(wěn)壓管的負極連接，第一穩(wěn)壓管的正極與第一二極管的正極連接，第一電子開關的控制端通過一電阻接地，第一電子開關的控制端還通過另一電阻接第一平路控制端；第二電子開關的正極與第二二極管的負極連接，第二電子開關的負極于第一段繞組的首端連接，第二電子開關的控制端與第二穩(wěn)壓管的負極連接，第二穩(wěn)壓管的正極與第一段繞組的首端連接，第二電子開關的控制端通過一電阻接地， 第二電子開關的控制端還通過另一電阻接第二平路控制端。第三電子開關的正極與第一段繞組的尾端連接，第三電子開關的負極與第三二級管的正極連接，第三電子開關的控制端與第三穩(wěn)壓管的負極連接，第三穩(wěn)壓管的正極與第三二級管的正極連接，第三電子開關的控制端通過一電阻接地，第三電子開關的控制端通過另一電阻接第一爬坡控制端；第四電子開關的負極與第一段繞組的尾端連接，第四電子開關的正極與第四二極管的負極連接，第四電子開關的控制端與第四穩(wěn)壓管的負極連接， 第四穩(wěn)壓管的正極與第一段繞組的尾端連接，第四電子開關的控制端通過一電阻接地，第四電子開關的控制端還通過另一電阻接第二爬坡控制端。第五電子開關的正極與第一段繞組的尾端連接，第五電子開關的負極與第五二極管的正極連接，第五電子開關的控制端與第五穩(wěn)壓管的負極連接，第五穩(wěn)壓管的正極與第五二極管的正極連接，第五電子開關的控制端通過一電阻接地，第五電子開關的控制端還通過另一電阻接第三平路控制端；第六電子開關的負極與第一段繞組的尾端連接，第六電子開關的正極與第六二極管的負極連接，第六電子開關的控制端與第六穩(wěn)壓管的負極連接，第六穩(wěn)壓管的正極與第一段繞組的尾端連接，第六電子開關的控制端通過一電阻接地， 第六電子開關的控制端還通過另一電阻接第四平路控制端。當平路時，第一、第二、第三和第四平路控制端發(fā)出信號，使得第一、第二、第五、第六電子開關工作，這樣就使得電機每相繞組的兩段繞組并聯，這樣總電感抗變小，流過線圈的總電流增大，電機運行于快速檔，它能滿足騎行的速度要求。當爬坡時，第一和第二爬坡控制端發(fā)出信號，使得第三和第四電子開關工作，這樣就使得電機每相繞組的兩段繞組串聯，，電感抗大，通過線圈電流小，電機運行于低速檔，其扭矩增大，改善電動車啟動性、爬坡及載荷能力。而且由于電機一直是滿槽率100%工作，每相繞組的兩段繞組一起工作，使得線圈導線截面積增大一倍，內功耗減少，電機總磁通量增加，電機的載荷能力成倍提高，從而很大程度地消除電機磁通飽和所產生的大電流。因此可以減少電機發(fā)熱，縮短電機壽命等缺陷的發(fā)生。并且由于電機三相繞組在串聯狀態(tài)和并聯狀態(tài)時最大速度比和扭矩力比相差2倍，因此可以使得平路時的電機速度更加快，而爬坡時的爬坡能力更加強。并且使用無觸點的電子開關替代常規(guī)的觸點式開關，可以避免觸點切換時產生火花和電弧，可以延長使用壽命，增加可靠性。因此，本實用新型的優(yōu)點在于電機適應性更強，可以使得電機速度更快或者電機輸出扭矩更大，從而可以明顯地延長電動車的續(xù)行里程和蓄電池的使用壽命。

圖1為一種三相直流電機繞組連接結構示意圖。圖2為本實用新型無觸點直流電機繞組連接結構的A相示意圖。圖3為控制電路的電路圖。
具體實施方式
一種三相無觸點直流電機繞組連接結構，包括A、B、C三相繞組，該三相繞組中至少兩相繞組的連接結構如下(以A相為例):每相繞組均由兩段繞組LAl和LA2組成，每段繞組又設有首端(+ )和尾端(_)兩個引出端，其特征在于第一段繞組的首端與該相母線A連接，第一段繞組的首端通過一組電子開關與第二段繞組LA2的首端連接；第一段繞組LAl的尾端通過一組電子開關與第二段繞組LA2的首端連接；第一段繞組LAl的尾端通過一組電子開關與相線公共點X連接；第二段繞組的尾端與電機公共點0連接。當三相繞組都為上述連接結構時，三相繞組的第一段繞組的尾端均通過一組電子開關與相線公共點X連接， 三相繞組的第二段繞組的尾端則均直接與電機公共點0連接，而相線公共點X與電機公共點0可連可不連。而如果三相繞組中的兩相繞組如上述連接結構，而另一相繞組采用一段繞組的結構，則那如上所述連接結構的兩相繞組的第一段繞組的尾端均通過一組電子開關與相線公共點X連接，第二段繞組的尾端均直接與電機公共點0連接，另一相繞組的一端接該相母線，另一端則同時接電機公共點0與相線公共點X，即必須將電機公共點0與相線公共點X連接。如果同相的兩段繞組之間通過其它開關形式連接，也是等效的。其中第一段繞組LAl的首端與該相母線A連接，第一段繞組LAl的首端與第一電子開關Tl的一端連接，第一電子開關Tl的另一端與第一二極管Dl的正極連接，第一二極管Dl的負極與第二段繞組LA2的首端連接，第一段繞組LAl的首端還與第二電子開關T2 的一端連接，第二電子開關T2的另一端與第二二極管D2的負極連接，第二二極管D2的正極與第二段繞組LA2的首端連接；第一段繞組LAl的尾端與第三電子開關T3的一端連接， 第三電子開關T3的另一端與第三二級管D3的正極連接，第三二極管D3的負極與第二段繞組LA2的首端連接，第一段繞組LAl的尾端與第四電子開關T4的一端連接，第四電子開關 T4的另一端與第四二級管D4的負極連接，第四二極管D4的正極與第二段繞組LA2的首端連接；第一段繞組LAl的尾端與第五電子開關T5的一端連接，第五電子開關T5的另一端與第五二極管D5的正極連接，第五二極管D5的負極與相線公共點X連接，第一段繞組LAl的尾端與第六電子開關T6的一端連接，第六電子開關T6的另一端與第六二極管D6的負極連接，第六二極管D6的正極與相線公共點X連接；第二段繞組LA2的尾端與電機公共點0連接。使用時可將相線公共點X和電機公共點0連接。第一電子開關Tl的正極與第一段繞組LAl的首端連接，第一電子開關Tl的負極與第一二極管Dl的正極連接，第一電子開關Tl的控制端與第一穩(wěn)壓管DWl的負極連接，第一穩(wěn)壓管DWl的正極與第一二極管Dl的正極連接，第一電子開關Tl的控制端通過一電阻 Rl接地，第一電子開關Tl的控制端還通過另一電阻R2接第一平路控制端PLl ；第二電子開關T2的正極與第二二極管D2的負極連接，第二電子開關T2的負極于第一段繞組LAl的首端連接，第二電子開關T2的控制端與第二穩(wěn)壓管DW2的負極連接，第二穩(wěn)壓管DW2的正極與第一段繞組LAl的首端連接，第二電子開關T2的控制端通過一電阻R4接地，第二電子開關T2的控制端還通過另一電阻R3接第二平路控制端PL2。第三電子開關T3的正極與第一段繞組LAl的尾端連接，第三電子開關T3的負極與第三二級管D3的正極連接，第三電子開關T3的控制端與第三穩(wěn)壓管DW3的負極連接，第三穩(wěn)壓管DW3的正極與第三二級管D3的正極連接，第三電子開關T3的控制端通過一電阻 R5接地，第三電子開關T3的控制端通過另一電阻R6接第一爬坡控制端PPl ；第四電子開關 T4的負極與第一段繞組LAl的尾端連接，第四電子開關T4的正極與第四二極管D4的負極連接，第四電子開關T4的控制端與第四穩(wěn)壓管DW4的負極連接，第四穩(wěn)壓管DW4的正極與第一段繞組LAl的尾端連接，第四電子開關T4的控制端通過一電阻R8接地，第四電子開關 T4的控制端還通過另一電阻R7接第二爬坡控制端PP2。第五電子開關T5的正極與第一段繞組LAl的尾端連接，第五電子開關T5的負極與第五二極管D5的正極連接，第五電子開關T5的控制端與第五穩(wěn)壓管DW5的負極連接，第五穩(wěn)壓管DW5的正極與第五二極管D5的正極連接，第五電子開關T5的控制端通過一電阻 R9接地，第五電子開關T5的控制端還通過另一電阻RlO接第三平路控制端PL3 ；第六電子開關T6的負極與第一段繞組LAl的尾端連接，第六電子開關T6的正極與第六二極管D6的負極連接，第六電子開關T6的控制端與第六穩(wěn)壓管DW6的負極連接，第六穩(wěn)壓管DW6的正極與第一段繞組LAl的尾端連接，第六電子開關T6的控制端通過一電阻R12接地，第六電子開關T6的控制端還通過另一電阻Rll接第四平路控制端PL4。根據該實施例，電子開關采用場效應管，但是本領域的技術人員應當理解，也可以采用其它適合的電子開關線路來替代。另本實施例以A相為例，本領域的技術人員均可從 A相的連接電路推導出B相和C相的連接電路，在此不再贅述。如圖3所示，控制電路包括開關K，開關K的一端接地，另一端與繼電器線圈J的一端連接，繼電器線圈J的另一端接電源正極，繼電器一開關的公共端接正電壓端，該繼電器開關的一活動端接各爬坡控制端，另一活動端接各平路控制端。通過控制開關K，即可控制爬坡控制端或平路控制端發(fā)出信號，從而控制第一段繞組和第二段繞組之間是并聯還是串聯。其中第一、第二、第三和第四平路控制端均與平路控制端連接，而第一和第二爬坡控制端均與爬坡控制端連接。雖然在實施例中采用的是星形接法，但是本領域的普通技術人員應當理解，也可以采用如三角形接法的其它繞組連接方式。
權利要求1.一種三相無觸點直流電機繞組連接結構，包括A、B、C三相繞組，該三相繞組中至少兩相繞組的連接結構如下每相繞組均由兩段繞組組成，每段繞組又設有首端和尾端兩個引出端，其特征在于第一段繞組的首端與該相母線連接，第一段繞組的首端通過一組電子開關與第二段繞組的首端連接；第一段繞組的尾端通過一組電子開關與第二段繞組的首端連接；第一段繞組的尾端通過一組電子開關與相線公共點連接；第二段繞組的尾端與電機公共點連接。
2.根據權利要求1所述的三相無觸點直流電機繞組連接結構，其特征在于第一段繞組的首端與第一電子開關的一端連接，第一電子開關的另一端與第一二極管的正極連接， 第一二極管的負極與第二段繞組的首端連接，第一段繞組的首端還與第二電子開關的一端連接，第二電子開關的另一端與第二二極管的負極連接，第二二極管的正極與第二段繞組的首端連接；第一段繞組的尾端與第三電子開關的一端連接，第三電子開關的另一端與第三二級管的正極連接，第三二極管的負極與第二段繞組的首端連接，第一段繞組的尾端與第四電子開關的一端連接，第四電子開關的另一端與第四二極管的負極連接，第四二極管的正極與第二段繞組的首端連接；第一段繞組的尾端與第五電子開關的一端連接，第五電子開關的另一端與第五二極管的正極連接，第五二極管的負極與相線公共點連接，第一段繞組的尾端與第六電子開關的一端連接，第六電子開關的另一端與第六二極管的負極連接，第六二極管的正極與相線公共點連接。
3.根據權利要求2所述的三相無觸點直流電機繞組連接結構，其特征在于第一電子開關的正極與第一段繞組的首端連接，第一電子開關的負極與第一二極管的正極連接，第一電子開關的控制端與第一穩(wěn)壓管的負極連接，第一穩(wěn)壓管的正極與第一二極管的正極連接，第一電子開關的控制端通過一電阻接地，第一電子開關的控制端還通過另一電阻接第一平路控制端；第二電子開關的正極與第二二極管的負極連接，第一電子開關的負極于第一段繞組的首端連接，第二電子開關的控制端與第二穩(wěn)壓管的負極連接，第二穩(wěn)壓管的正極與第一段繞組的首端連接，第二電子開關的控制端通過一電阻接地，第二電子開關的控制端還通過另一電阻接第二平路控制端。
4.根據權利要求3所述的三相無觸點直流電機繞組連接結構，其特征在于第三電子開關的正極與第一段繞組的尾端連接，第三電子開關的負極與第三二級管的正極連接，第三電子開關的控制端與第三穩(wěn)壓管的負極連接，第三穩(wěn)壓管的正極與第三二級管的正極連接，第三電子開關的控制端通過一電阻接地，第三電子開關的控制端通過另一電阻接第一爬坡控制端；第四電子開關的負極與第一段繞組的尾端連接，第四電子開關的正極與第四二極管的負極連接，第四電子開關的控制端與第四穩(wěn)壓管的負極連接，第四穩(wěn)壓管的正極與第一段繞組的尾端連接，第四電子開關的控制端通過一電阻接地，第四電子開關的控制端還通過另一電阻接第二爬坡控制端。
5.根據權利要求4所述的三相無觸點直流電機繞組連接結構，其特征在于第五電子開關的正極與第一段繞組的尾端連接，第五電子開關的負極與第五二極管的正極連接，第五電子開關的控制端與第五穩(wěn)壓管的負極連接，第五穩(wěn)壓管的正極與第五二極管的正極連接，第五電子開關的控制端通過一電阻接地，第五電子開關的控制端還通過另一電阻接第三平路控制端；第六電子開關的負極與第一段繞組的尾端連接，第六電子開關的正極與第六二極管的負極連接，第六電子開關的控制端與第六穩(wěn)壓管的負極連接，第六穩(wěn)壓管的正極與第一段繞組的尾端連接，第六電子開關的控制端通過一電阻接地，第六電子開關的控制端還通過另一電阻接第四平路控制端。
6.根據權利要求5所述的三相無觸點直流電機繞組連接結構，其特征在于控制電路包括開關，開關的一端接地，另一端與繼電器線圈的一端連接，繼電器線圈的另一端接電源正極，繼電器一開關的公共端接正電壓端，該繼電器開關的一活動端接各爬坡控制端，另一活動端接各平路控制端。
7.根據權利要求廣6中任一項所述的三相無觸點直流電機繞組連接結構，其特征在于相線公共點和電機公共點連接。
專利摘要本實用新型公開了一種三相無觸點直流電機繞組連接結構，其特征在于第一段繞組的首端與該相母線連接，第一段繞組的首端通過一組電子開關與第二段繞組的首端連接；第一段繞組的尾端通過一組電子開關與第二段繞組的首端連接；第一段繞組的尾端通過一組電子開關與相線公共點連接；第二段繞組的尾端與電機公共點連接。使用無觸點的電子開關替代常規(guī)的觸點式開關，可以避免觸電切換時產生火花和電弧，可以延長使用壽命，增加可靠性。因此，本實用新型的優(yōu)點在于電機適應性更強，可以使得電機速度更快或者電機輸出扭矩更大，從而可以明顯地延長電動車的續(xù)行里程和蓄電池的使用壽命。
文檔編號H02K3/28GK202134980SQ201120226688
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權日2011年6月30日
發(fā)明者袁正彪 申請人:袁正彪