一种针对于永磁同步电机绕组切换装置的绕组设计
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201510507986.6
申 请 日：20150818
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20151223
公 开 号：CN105186817A
代 理 人：王翔
代理机构：重庆大学专利中心 50201
摘 要：本发明提供一种针对于永磁同步电机绕组切换装置的绕组设计，本装置具有n套绕组，同时对应n个主回路单元，通过4n-4个开关共同作用，实现n套绕组的串并联切换。所述绕组采用双层叠绕、短距分布的绕线方式。上述永磁同步电动机定子槽中嵌放两套绕组，两套绕组左右并排放置。本发明具有如下特点：降低了切换系统的成本，提高了切换系统的可靠性；提高电机运行效率，扩展了电机的调速范围，并且使主回路容量的需求减小；提出了切换转速的选取原则；提出了一种减少切换过程中暂态冲击电流的切换策略。
主 权 项：一种针对于永磁同步电机绕组切换装置的绕组设计，其特征在于：永磁同步电机绕组切换装置包括n个主回路单元、n套绕组和4n?4个开关，其中n≥2；令i＝1,2,3，…n；第i个主回路单元包括第1i绝缘栅双极晶体管(V1i)、第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)、第3i绝缘栅双极晶体管(V3i)、第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)、第5i绝缘栅双极晶体管(V5i)和第6i绝缘栅双极晶体管(V6i)；第i套绕组由绕组Ai、绕组Bi和绕组Ci采用星型接法的连接而成；所述第i个主回路单元具有五个端子，即a1i端、a2i端、a3i端、a4i端、a5i端；每个主回路单元均对应一个电动势为UDC/n的电源；第i个电源的正极为b1i端，负极为b2i端；所述第1i绝缘栅双极晶体管(V1i)的集电极连接a1i端，其发射极连接第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)的集电极；所述第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)的发射极连接a2i端；所述第3i绝缘栅双极晶体管(V3i)的集电极连接a1i端，其发射极连接第6i绝缘栅双极晶体管(V6i)的集电极；所述第6i绝缘栅双极晶体管(V6i)的发射极连接a2i端；所述第5i绝缘栅双极晶体管(V5i)的集电极连接a1i端；其发射极连接第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)的集电极；所述第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)的发射极连接a2i端；所述a3i端位于第1i绝缘栅双极晶体管(V1i)的发射极与第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)的集电极之间；所述a4i端位于第3i绝缘栅双极晶体管(V3i)的发射极与第6i绝缘栅双极晶体管(V6i)的集电极之间；所述a5i端位于第5i绝缘栅双极晶体管(V5i)的发射极与第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)的集电极之间；所述绕组Ai的一端连接a3i端；所述绕组Bi的一端连接a4i端；所述绕组Ci的一端连接a5i端；所述4n?4个开关包括第一开关(S1)、第二开关(S2)、第三开关(S3)、……第4n?4开关(S4n?4)；所述第一开关(S1)的两端分别连接a21端和b21端；所述第二开关(S2)的两端分别连接a12端和b12端；所述第三开关(S3)的两端分别连接a21端和a2n端；所述第四开关(S4)的两端分别连接a11端和a12端；所述第五开关(S5)的两端分别连接a22端和b22端；所述第六开关(S6)的两端分别连接a13端和b13端；所述第七开关(S7)的两端分别连接a22端和a2n端；所述第八开关(S8)的两端分别连接a11端和a13端；……所述第4n?7开关(S4n?7)的两端分别连接a2(n?1)端和b2(n?1)端；所述第4n?6开关(S4n?6)的两端分别连接a1n端和b1n端；所述第4n?5开关(S4n?5)的两端分别连接a2(n?1)端和a2n端；所述第4n?4开关(S4n?4)的两端分别连接a11端和a1n端；所述a11端与b11端连接；所述a2n端b2n端连接；所述b21端与b12端连接；所述b22端与b13端连接；……所述b2(n?1)端与b1n端连接；每个绝缘栅双极晶体管的基极均连接PWM信号控制器，即脉宽调制器；所述PWM信号控制器给予每个绝缘栅双极晶体管驱动信号；针对于上述永磁同步电机绕组切换装置的n套绕组为三相定子绕组；上述永磁同步电动机定子槽中嵌放两套绕组，两套绕组左右并排放置；绕组设计原则即进行绕组最优匝数设计时，首先应满足低速运行时绕组匝数是高速运行时的两倍；其次反电动势不能超过逆变器安全运行的限定值；然后，对比不同的绕组设计方案，选出相同转矩情况下电流较小且切换点前后电机运行的相电流相差较小的方案。
关 键 词：
法律状态：生效
IPC专利分类号：H02K21/14(2006.01)I;H02K3/12(2006.01)I;H02K3/28(2006.01)I;H02P6/08(2006.01)I