一種七相繞組永磁同步無刷直流電機及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及永磁同步電機技術，具體是一種七相繞組永磁同步無刷直流電機。
【背景技術】
[0002]傳統的三相繞組永磁同步無刷直流電機的工作原理為三相繞組兩相工作制，三相繞組中有一相繞組始終處于電流換向等待中，由于三相繞組永磁同步無刷直流電機的繞組、定子、永磁體以及電流換向、控制裝置的材料利用率只有66.7%，故存在以下劣勢:1.由于電機以及電流換向、控制裝置的材料利用率較低，導致珍貴的礦產資源浪費較大；2電機的功率密度較小；3.電機的起動轉矩較低；4.電機的工作效率較低；5.電機缺相后無法正常工作；6.電機的體積和重量較大；7.電機的性價比較低；8.電機的工作噪音較大；9.電機的工作穩定性較差。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于提供一種七相繞組永磁同步無刷直流電機和繞組電流換向控制方法，繞組相數為七的倍數，并采用六相工作制，相對于傳統的三相繞組電機本發明在繞組、定子、永磁體以及電流換向、控制單元的材料利用率上有大幅的提升，將傳統的三相繞組永磁同步電機的電樞、定子、永磁體以及電流換向、控制單元的材料利用率從66.7%大幅提升為85.7%，提升率為28.5%。
[0004]為實現上述目的采用以下技術方案:
一種七相繞組永磁同步無刷直流電機，包括:一個定子和一個貼有永磁體的轉子，定子固定在外殼基座上的電機為內轉子永磁同步無刷直流電機，定子固定在軸上的電機為外轉子同步無刷直流永磁電機，其特征在于:所述的定子采用7槽或7的倍數槽，并采用七相繞組的繞制，在定子齒的外緣可以設置有轉子永磁體位置傳感器，所述的七相繞組和轉子永磁體位置傳感器均與繞組電流換向、控制裝置進行電路連接。
[0005]所述的定子為7個線槽和7個定子齒，所述的轉子上貼有6個磁永磁體極與之對應。
[0006]所述的定子為56個線槽和56各定子齒,所述的轉子上采用52個永磁體磁極與之對應。
[0007]發明所帶來的優勢為:
1.電機繞組工作相數的增加使得電磁材料、電流控制裝置的利用率較高，如:采用定子為7個線槽6個永磁體磁極將傳統的三相繞組電機的繞組、定子、永磁體以及電流換向、控制裝置的材料利用率從66.7%大幅提升為85.7%，提升率為28.5%，大幅度的節約了各種珍貴的礦產資源；
2.電機的功率密度大幅提升；
3.電機的起動轉矩大幅提升；
4.電機的工作效率較高，節能效果顯著； 5.電機繞組即使缺少一至二相后也可以接近正常的工況進行工作；
6.電機的體積和重量大幅減小；
7.電機的性價比大幅提升；
8.電機的工作噪音較低；
9.電機的工作穩定性大幅提升。
[0008]
【附圖說明】
圖1-14為7個線槽6個永磁體磁極電機的換向時序圖；
圖15-28為56個線槽52個永磁體磁極電機的換向時序圖。
【具體實施方式】
[0009]圖1-14所示為本發明的7個線槽6個永磁體磁極七相永磁同步無刷電機的換向時序為:永磁體的位置信號電平(對應的磁位置傳感器為A、B、C、D、E、F、G)依次為:0100101,0101101,0101001,0101011,0101010，1101010，1001010，1011010，1010010，1010110,1010100,1010101,0010101,0110101,共 14 個節拍；其七個繞組(A、B、C、D、E、F、
G)的輸入電流方向依次為:正負正負正負無，無負正負正負正，負無正負正負正，負正無負正負正，負正負無正負正，負正負正無負正，負正負正負無正，負正負正負正無，無正負正負正負，正無負正負正負，正負無正負正負，正負正無負正負，正負正負無正負，正負正負正無負，共14個換向順序。
[0010]圖15-28所示為本發明的56個線槽52個永磁體磁極七相永磁同步無刷電機的換向時序為:永磁體的位置信號電平(對應的磁位置傳感器為A、B、C、D、E、F、G)依次為:0111111，0011111，0001111，0000111，0000011，0000001，0000000，1000000，1100000，1110000，1111000，1111100，1111110，1111111，共 14 個節拍；其七個繞組(A、B、C、D、E、F、G)的輸入電流方向依次為:負正負正無負正，負正負正負無正，負正負正負正無，無正負正負正負，正無負正負正負，正負無正負正負，正負正無負正負，正負正負無正負，正負正負正無負，正負正負正負無，無負正負正負正，正無正負正負正，正負無負正負正，負正負無正負正，共14個換向順序。
[0011]本發明通過七相繞組六相工作制，將電機的繞組、定子、永磁體以及電流換向、控制裝置的材料利用率大幅提升，因此本發明所帶來的優勢為:
1.由于七相電機以及電流換向、控制裝置的材料利用率較高，將傳統的三相繞組永磁同步直流電機的繞組、定子、永磁體、電流換向、控制裝置的材料利用率從66.7%大幅提升為85.7%，提升率為28.5%，大幅度的節約了各種珍貴的礦產資源；
2.電機的功率密度大幅提升；
3.電機的起動轉矩大幅提升；
4.電機的工作效率較高，節能效果顯著；
5.電機繞組即使缺少一至兩相后也可以接近正常的工況進行工作；
6.電機的體積和重量大幅減小；
7.電機的性價比大幅提升；
8.電機的工作噪音較低；
9.電機的工作穩定性大幅提升。
【主權項】
1.一種七相繞組永磁同步無刷直流電機，包括一個定子和一個貼有永磁體的轉子，其特征在于:所述的定子采用7槽或7的倍數槽，并采用七相繞組的繞制，可以在定子齒極的外緣設置有轉子位置傳感器，所述的七相繞組和轉子位置傳感器均與繞組的電流換向、控制裝置電連接。2.如權利要求1所述的一種七相繞組永磁同步無刷直流電機，其特征在于:所述的定子為7個線槽和7個定子齒，所述的轉子上采用6個永磁體磁極。3.如權利要求1所述的一種七相繞組永磁同步無刷直流電機，其特征在于:所述的定子為56個線槽和56個定子齒，所述的轉子上采用52個永磁體磁極與之對應。4.如權利要求2所述的一種七相繞組永磁同步無刷直流電機的電流控制方法:繞組電流換向、控制裝置接受轉子永磁體位置傳感器的位置信號電平依次為:0111111，0011111，0.001111，0000111，0000011，0000001，0000000，1000000，1100000，1110000，1111000，111110.0，1111110，1111111，共14個節拍；繞組電流換向、控制裝置給予七個電樞的輸入電流方向依次為:負正負正無負正，負正負正負無正，負正負正負正無，無正負正負正負，正無負正負正負，正負無正負正負，正負正無負正負，正負正負無正負，正負正負正無負，正負正負正負無，無負正負正負正，正無正負正負正，正負無負正負正，負正負無正負正，共14個換向順序。5.如權利要求3所述的一種七相繞組永磁同步無刷直流電機的控制方法:繞組電流換向、控制裝置接受轉子位置傳感器的位置信號電平依次為:0111111, 0011111, 0001111, 000.0111，0000011，0000001，0000000，1000000，1100000，1110000，1111000，1111100，1111110，.1111111，共14個節拍；繞組電流換向、控制裝置給予七個繞組的輸入電流方向依次為:負正負正無負正，負正負正負無正，負正負正負正無，無正負正負正負，正無負正負正負，正負無正負正負，正負正無負正負，正負正負無正負，正負正負正無負，正負正負正負無，無負正負正負正，正無正負正負正，正負無負正負正，負正負無正負正，共14個換向順序。
【專利摘要】本發明涉及一種七相繞組永磁同步無刷直流電機及繞組電流換向控制方法，繞組相數為七的倍數，并采用六相工作制，相對于傳統的三相繞組電機本發明在繞組、定子、永磁體以及電流換向、控制單元的材料利用率上有大幅的提升，將傳統的三相繞組永磁同步電機的電樞、定子、永磁體以及電流換向、控制單元的材料利用率從66.7%大幅提升為85.7%，提升率為28.5%。
【IPC分類】H02P6/08, H02K29/03
【公開號】CN105322748
【申請號】CN201410379297
【發明人】章昭暉
【申請人】章昭暉
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年8月5日