用于電磁饋饋能型半主動(dòng)懸架的多定子永磁同步電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種車(chē)輛懸架領(lǐng)域中用于電磁饋饋能型半主動(dòng)懸架的多定子永磁同步電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和電機(jī)外殼，電機(jī)外殼內(nèi)壁上固定有2n個(gè)定子，n為大于或等于1的自然數(shù)，2n個(gè)定子在軸向依次緊密固接，每個(gè)定子均由線圈繞組和定子鐵芯構(gòu)成，線圈繞組采用星形連接且與永磁體同軸，相鄰兩個(gè)定子中的線圈繞組的相同位置間的圓周夾角為60°/2n；每個(gè)線圈繞組均連接三相全波整流橋，所有的三相全波整流橋均通過(guò)可控開(kāi)關(guān)連接蓄電池組，實(shí)時(shí)改變蓄電池充電電壓對(duì)電磁饋能型半主動(dòng)懸架的饋能阻尼力分級(jí)控制；當(dāng)蓄電池電壓一定時(shí)，本發(fā)明在理想輸入條件的作用下的輸出饋能阻尼力波動(dòng)減小，從而提高電磁饋能型半主動(dòng)懸架的減振工作效果。
【專利說(shuō)明】用于電磁饋饋能型半主動(dòng)懸架的多定子永磁同步電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車(chē)輛懸架【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及饋能型半主動(dòng)懸架用永磁同步電機(jī)技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]懸架的作用是傳遞作用在車(chē)輪(或車(chē)軸)和車(chē)身(或車(chē)架)之間的力和力矩，緩沖和衰減由不平路面引起的車(chē)身振動(dòng)，以保證車(chē)輛平順安全行駛。
[0003]電磁饋能型半主動(dòng)懸架在結(jié)構(gòu)上較傳統(tǒng)懸架的主要不同之處在于使用能量回收裝置即電磁饋能阻尼力發(fā)生器替代了傳統(tǒng)懸架的阻尼器。電磁饋能阻尼力發(fā)生器通常由饋能電機(jī)結(jié)合直線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置(如滾珠絲杠副)組成，饋能電機(jī)通常使用永磁同步電機(jī)，通過(guò)滾珠絲杠副將懸架直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并輸給永磁同步電機(jī)，永磁同步電機(jī)在該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的作用下發(fā)電，供給蓄電池從而實(shí)現(xiàn)饋能，同時(shí)向懸架簧載質(zhì)量和非簧載質(zhì)量提供減振的饋能阻尼力。
[0004]目前，饋能電機(jī)使用的永磁同步電機(jī)通常采用永磁體做轉(zhuǎn)子，采用一組三相星型連接的線圈繞組做定子，該類永磁同步電機(jī)在饋能型半主動(dòng)懸架上使用時(shí)具有以下不足:當(dāng)蓄電池電壓一定時(shí)，永磁同步電機(jī)即使在懸架相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度一定這一理想輸入條件下輸出的饋能阻尼力也會(huì)有較大的波動(dòng)，而該波動(dòng)的饋能阻尼力又影響電磁饋能型半主動(dòng)懸架的工作效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服上述現(xiàn)有饋能型半主動(dòng)懸架用永磁同步電機(jī)饋能阻尼力矩波動(dòng)大的缺陷，本發(fā)明提供一種新型的電磁饋能型半主動(dòng)懸架用多定子永磁同步電機(jī)，以減小饋能型半主動(dòng)懸架輸出的饋能阻尼力矩波動(dòng)，從而改善饋能型半主動(dòng)懸架的使用性能。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明用于電磁饋能型半主動(dòng)懸架的多定子永磁同步電機(jī)采用的技術(shù)方案是:包括轉(zhuǎn)子和電機(jī)外殼，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸和安裝其上的轉(zhuǎn)子鐵芯、永磁體，電機(jī)外殼內(nèi)壁上固定有tT個(gè)定子，η為大于或等于I的自然數(shù)，T個(gè)定子在軸向依次緊密固接，每個(gè)定子均由線圈繞組和定子鐵芯構(gòu)成，線圈繞組采用星形連接且與永磁體同軸，相鄰兩個(gè)定子中的線圈繞組的相同位置間的圓周夾角為60° IT ;每個(gè)線圈繞組均連接三相全波整流橋，所有的三相全波整流橋均通過(guò)可控開(kāi)關(guān)連接蓄電池組，實(shí)時(shí)改變蓄電池充電電壓對(duì)電磁饋能型半主動(dòng)懸架的饋能阻尼力分級(jí)控制。
[0007]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，具有的有益效果是:當(dāng)蓄電池電壓一定時(shí)，本發(fā)明所述多定子永磁同步電機(jī)在理想輸入條件(懸架相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度一定時(shí))的作用下的輸出饋能阻尼力波動(dòng)減小，從而提高電磁饋能型半主動(dòng)懸架的減振工作效果。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:圖1為本發(fā)明所述多定子永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是基于分級(jí)變壓充電控制方法的饋能型半主動(dòng)懸架的多定子永磁同步電機(jī)充電的電路圖；
圖3是饋能型半主動(dòng)懸架饋能電機(jī)采用本發(fā)明所述多定子永磁同步電機(jī)和采用常規(guī)永磁同步電機(jī)時(shí)的饋能阻尼力一時(shí)間比較圖；
圖中:1.轉(zhuǎn)軸；2、6.軸承；3.電機(jī)外殼；4.永磁體；5-1.第一定子繞組；5-2.第二定子繞組；7.電機(jī)端蓋 。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖1所示，本發(fā)明所述多定子永磁同步電機(jī)包括一個(gè)轉(zhuǎn)子、多個(gè)定子和電機(jī)外殼3。轉(zhuǎn)子是常規(guī)轉(zhuǎn)子，由轉(zhuǎn)軸I和安裝在其上的轉(zhuǎn)子鐵芯、永磁體4等構(gòu)成，每個(gè)定子均固定在電機(jī)外殼3內(nèi)壁上,與轉(zhuǎn)軸I同軸；每個(gè)定子均由線圈繞組和定子鐵芯構(gòu)成，永磁體4與線圈繞組同軸。定子線圈繞組是按正弦繞組設(shè)計(jì)的三相通用繞組，各個(gè)定子線圈繞組均采用星形接法連接。在轉(zhuǎn)軸I的兩端分別安裝軸承2和軸承6，電機(jī)外殼3 —端安裝電機(jī)端蓋7。
[0010]本發(fā)明定子個(gè)數(shù)為Z個(gè)，/7為大于或等于I的自然數(shù)，/?=1、2、…，且相鄰兩個(gè)定子中的三相星型連接線圈繞組的相同位置間的圓周夾角為60° /f，相鄰兩個(gè)定子在軸向緊密固接在一起。因定子數(shù)過(guò)多不利于安裝和運(yùn)行，因此本發(fā)明限定/7=1~3。
[0011]圖1僅示出采用兩個(gè)定子的永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)，這兩個(gè)定子中的三相星型連接的第一定子繞組5-1和第二定子繞組5-2的相同位置間的夾角為30°圓周角。而本發(fā)明所述的多定子永磁同步電機(jī)與圖1相比，所不同的僅是沿軸向依次地再緊密固接其余的定子，并且相鄰兩個(gè)定子中的三相星型連接線圈繞組的相同位置間的圓周夾角為60° IT。
[0012]如圖2是基于分級(jí)變壓充電控制方法的饋能型半主動(dòng)懸架采用圖1所示的永磁同步電機(jī)充電的電路圖，其中，兩個(gè)定子中的第一定子繞組5-1和第二定子繞組5-2的相同位置間的夾角為30°圓周角，定子的三相中的每相均由定子繞組的相電阻/P、電感{L-M)及一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e串聯(lián)而成；例如圖2中第一定子繞組5-1三相中的^相就是由定子繞組的相電阻W、電感{L-M)及一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eal串聯(lián)而成，對(duì)于其它相的表達(dá)與al相表達(dá)方法雷同。本發(fā)明中的每個(gè)線圈繞組均連接相應(yīng)的三相全波整流橋，所有的三相全波整流橋均通過(guò)可控開(kāi)關(guān)連接蓄電池組。圖2中的第一定子繞組5-1連接第一三相全波整流橋，第二定子繞組5-2連接第二三相全波整流橋，第一三相全波整流橋是由二極管^n、Q12, Q1,, Qu,P15W16組成的常規(guī)三相全波整流橋，第二三相全波整流橋是由二極管^21W22W23W24W25W26組成的常規(guī)三相全波整流橋。兩個(gè)三相全波整流橋均通過(guò)可控開(kāi)關(guān)連接蓄電池組。蓄電池組中的蓄電池的數(shù)量可根據(jù)需要增加，相應(yīng)地增加可控開(kāi)關(guān)兄、S2、…、Sir2Um的數(shù)量。
[0013]如圖1和圖2所示，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，即轉(zhuǎn)軸I和安裝在其上的轉(zhuǎn)子鐵芯、永磁體4等旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子線圈切割轉(zhuǎn)子上永久磁場(chǎng)的磁力線，使定子線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流分別與其相連接的相應(yīng)的三相全波整流橋的整流作用，輸出直流電至蓄電池組，根據(jù)需要增加蓄電池，以提供多種不同電壓充電的蓄電池組，進(jìn)而可以通過(guò)實(shí)時(shí)地改變蓄電池充電電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁饋能阻尼力發(fā)生器饋能阻尼力進(jìn)行實(shí)時(shí)分級(jí)控制，更有利于在懸架運(yùn)動(dòng)速度范圍內(nèi)更好地對(duì)懸架實(shí)施更有效的控制來(lái)提高懸架的使用性能。
[0014]圖3所示是分級(jí)充電電壓仿真相關(guān)參數(shù)為:0=38.2mV.s, l~M=0.5mH, 7?=0.6 Ω，r=100 31，蓄電池分級(jí)充電電壓?分別為0V、4V、8V，懸架相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度Ar為0.6m/s的穩(wěn)態(tài)輸入下，電磁饋能阻尼力發(fā)生器輸出實(shí)際阻尼力曲線時(shí)域局部放大圖。從圖3中可以看出在蓄電池分級(jí)充電電壓《分別為(^、4￥、8￥，懸架相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度Ar為0.6m/s的穩(wěn)態(tài)輸入下，使用常規(guī)永磁同步電機(jī)的懸架系統(tǒng)輸出的饋能阻尼力波動(dòng)明顯比安裝本發(fā)明永磁同步電機(jī)的懸架系統(tǒng)輸出的饋能阻尼力波動(dòng)要大，因此安裝本發(fā)明永磁同步電機(jī)的懸架系統(tǒng)輸出的饋能阻尼力波動(dòng)明顯減小，并且提高了電磁饋能型半主動(dòng)懸架的減振效果。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電磁饋能型半主動(dòng)懸架的多定子永磁同步電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和電機(jī)外殼，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸和安裝其上的轉(zhuǎn)子鐵芯、永磁體，其特征是:電機(jī)外殼內(nèi)壁上固定有f個(gè)定子，η為大于或等于I的自然數(shù)，Y個(gè)定子在軸向依次緊密固接，每個(gè)定子均由線圈繞組和定子鐵芯構(gòu)成，線圈繞組采用星形連接且與永磁體同軸，相鄰兩個(gè)定子中的線圈繞組的相同位置間的圓周夾角為60° IT ;每個(gè)線圈繞組均連接三相全波整流橋，所有的三相全波整流橋均通過(guò)可控開(kāi)關(guān)連接蓄電池組，實(shí)時(shí)改變蓄電池充電電壓對(duì)電磁饋能型半主動(dòng)懸架的饋能阻尼力分級(jí)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多定子永磁同步電機(jī)，其特征是:可根據(jù)需要增加蓄電池以提供多種不同電壓充電的蓄電池組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多定子永磁同步電機(jī)，其特征是:所述/7=1?3。
【文檔編號(hào)】H02K16/00GK103532323SQ201310475718
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】陳士安, 趙廉健, 湯哲鶴, 姚明, 武曉暉, 張曉娜, 王駿聘, 楊鑫 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)