多额定转速无刷直流电动机及双电压工作模式.doc

多额定转速无刷直流电动机及双电压工作模式
枣庄学院刘宗锋
摘要主要是用于电动汽车的无刷直流电动机,在现有的无刷直流电动机的结构和制造工艺下,把一个圈边分为多个圈边,并对同层的并列圈边进行不同方式的串、并联组合,实现多额定转速,实现低速增扭的功能,并在双工作电压下工作,实现了小电流、低转速、大扭矩的功能;也可实现高电压、小电流、高转速的功能。
关键词: 无刷直流电动机额定转速工作电压
The multi rated speed Brushless DC motor and double voltage working pattern
Zaozhuang University Liu-zongfeng
Abstract It’s Mainly designed for the electric automobile Brushless DC motor. The existing structure of Brushless DC motor is improved by dividing the circle into pieces and reinstall in series or parallel. Multi rated speed, low speed high torque and low current can be obtained at double working voltage。High voltage, low current and  high speed also can be realised  with this method.
Keywords:Brushless DC motor, Rated speed, Working voltage
1 引言
电动汽车用的现有的无刷直流电动机,只有一个额定转速。低额定转速的,由于其转速低,无高速工况;高额定转速的,其低速特性差,在限流的情况下没有低速大扭矩的功能。为了解决上述矛盾,在现有的无刷直流电动机的结构和制造工艺下,把一个圈边分为多个圈边,并对同层的并列圈边进行串、并联组合,具有多额定转速的功能,既能实现小电流的低速增扭的功能,解决了电动汽车的爬坡问题,又能实现小电流、高电压、高转速的功能,满足了电动汽车的各种工况。
2 无刷直流电动机的参数
现有的无刷直流电动机,其定子铁芯上的线圈绕组为双层绕组,一个线圈绕组有两个圈边,且分别处于不同极面下,放在定子铁芯的凹槽中,一个在凹槽的上层位置,另一个在凹槽的下层位置,每个凹槽上有上、下两个圈边,每个圈边有N匝线,每匝有F股线,所以每个圈边共有NF股线,每个凹槽内共有2NF股线;每个线圈绕组的电阻值为R(本例N=5,F=12,R=)。
设现有的无刷直流电动机的各参数分别为:线圈绕组数S、实槽数Z、每匝股数F、匝数N、电阻值R、转矩T、感生电动势E、线圈绕组的有效长度L、永磁铁的磁感应强度B、转子线速度v、旋转中心半径r、转子的角速度ω、电动机转速(r/min)n,定子铁芯上各层的线圈绕组分别用X来表示,这样,三相分别为A、B、C。
E=vBLZ, ω=, v=ωr, E=ωrBLZ
T= , 其中I是线圈绕组的电流。
电动机的电压平衡方程为:
U-ΔU=E+IR
U-ΔU=ωrBLZ+I