本發(fā)明涉及電機(jī)定子繞組結(jié)構(gòu)，更具體地說(shuō)是一種應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的可變?cè)褦?shù)扁線(xiàn)電機(jī)定子繞組。

背景技術(shù)：

扁線(xiàn)電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、線(xiàn)型規(guī)則，但是，當(dāng)電壓和電流受到限制，要使低速扭矩和高速功率同時(shí)增加，存在著一定的矛盾。將“星形”連接切換成“三角形”連接可以增大電機(jī)起動(dòng)時(shí)的扭矩，但“三角形”的連接方式存在三相電壓不平衡問(wèn)題。

現(xiàn)有技術(shù)中獲得低速扭矩和高速功率同時(shí)增加的主要方式是在不同速度下增減繞組的匝數(shù)。例如，實(shí)用新型專(zhuān)利（CN 201629625 U）提供了一種稀土永磁電動(dòng)機(jī)的定子繞組出線(xiàn)端子接線(xiàn)板，應(yīng)用于對(duì)稱(chēng)的三相定子繞組上，每相定子繞組的首尾出線(xiàn)端之間具有一個(gè)抽頭，包括：第一接線(xiàn)柱組、第二接線(xiàn)柱組和第三接線(xiàn)柱組；每個(gè)接線(xiàn)柱組包括順序設(shè)置在以接線(xiàn)板中心為圓心的同一個(gè)圓周上的三個(gè)接線(xiàn)柱；第一接線(xiàn)柱組的三個(gè)接線(xiàn)柱分別連接到三相定子繞組的首出線(xiàn)端；第二接線(xiàn)柱組的三個(gè)接線(xiàn)柱分別連接到三相定子繞組的尾出線(xiàn)端；第三接線(xiàn)柱組的三個(gè)接線(xiàn)柱分別連接到三相定子繞組的抽頭出線(xiàn)端。該接線(xiàn)板可以通過(guò)改變定子繞組出線(xiàn)端的接線(xiàn)方式，以改變定子繞組的有效匝數(shù)，為稀土永磁電機(jī)提供不同的感應(yīng)電勢(shì)，使稀土永磁電動(dòng)機(jī)在各種電源電壓時(shí)都能夠保持較高的功率因數(shù)。但是該方案中被減少的匝數(shù)并沒(méi)有得到利用，既浪費(fèi)空間又浪費(fèi)材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是：本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種可變?cè)褦?shù)扁線(xiàn)電機(jī)定子繞組結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)更大的低速輸出扭矩和更高的高速輸出功率，并能有效的利用被減少的每相繞組的匝數(shù)，提高電機(jī)效能，改善電機(jī)溫升性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種可變?cè)褦?shù)扁線(xiàn)電機(jī)定子繞組，包括定子鐵芯和采用扁線(xiàn)在定子鐵芯上繞制的各相線(xiàn)圈，所述各相線(xiàn)圈均由不少于兩根扁線(xiàn)繞制，可變?cè)褦?shù)扁線(xiàn)電機(jī)定子繞組還包括用于切換各相線(xiàn)圈的各扁線(xiàn)的接線(xiàn)方式的繞組接線(xiàn)切換裝置，所述各相線(xiàn)圈的各扁線(xiàn)的接線(xiàn)方式包括一路串聯(lián)和多路并聯(lián)。

優(yōu)選的，所述繞組接線(xiàn)切換裝置包括環(huán)形基座，在環(huán)形基座上設(shè)置分別與各扁線(xiàn)端頭位置對(duì)應(yīng)的若干滑槽，滑槽中部一側(cè)邊設(shè)置有卡接扁線(xiàn)端頭的扁線(xiàn)卡槽，滑槽內(nèi)設(shè)置有滑塊，在所述滑塊一側(cè)固聯(lián)有導(dǎo)電體，導(dǎo)電體上連接有導(dǎo)線(xiàn)，同一導(dǎo)線(xiàn)兩端的導(dǎo)電體通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)相互導(dǎo)通，導(dǎo)電體隨滑塊運(yùn)行到扁線(xiàn)卡槽的位置時(shí)，與扁線(xiàn)端頭相接觸。

優(yōu)選的，所述滑槽的第一端與滑塊之間通過(guò)拉簧連接，滑槽的第二端設(shè)置有電磁鐵；利用拉簧的回復(fù)力在電磁鐵失電狀態(tài)下將滑塊復(fù)位在滑槽的第一端，形成第一狀態(tài)位；利用電磁鐵的電磁吸力將所述滑塊拉向滑槽的第二端，形成第二狀態(tài)位。

優(yōu)選的，所述各相線(xiàn)圈的各扁線(xiàn)中，其中一根扁線(xiàn)的進(jìn)線(xiàn)端伸出扁線(xiàn)卡槽，作為該相線(xiàn)圈的相電壓連接線(xiàn)；另一根扁線(xiàn)的出線(xiàn)端伸出扁線(xiàn)卡槽，作為該相線(xiàn)圈的零點(diǎn)引出線(xiàn)。

優(yōu)選的，所述各相線(xiàn)圈的各扁線(xiàn)的繞制匝數(shù)均相等。

優(yōu)選的，所述繞組接線(xiàn)切換裝置使每相定子繞組在電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)切換為一路串聯(lián)的接線(xiàn)形式；在電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)切換為多路并聯(lián)的接線(xiàn)形式。

優(yōu)選的，所述繞組接線(xiàn)切換裝置的環(huán)形基座安裝在電機(jī)的端蓋上。

優(yōu)選的，所述定子繞組為三相繞組。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)電體上設(shè)置有接線(xiàn)柱，所述導(dǎo)線(xiàn)連接在接線(xiàn)柱上。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1、本發(fā)明在定子繞組出線(xiàn)端始終保持為“星形”連接，通過(guò)設(shè)置合理的定子繞組結(jié)構(gòu)和切換裝置，使電機(jī)在低速時(shí)處于繞組匝數(shù)多，而在高速時(shí)轉(zhuǎn)換為繞組匝數(shù)較少的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)更大的低速輸出扭矩和更高的高速輸出功率，從而提高電機(jī)效率，并有益于改善電機(jī)的溫升性能。

2、本發(fā)明中定子繞組匝數(shù)的減少是通過(guò)一路串聯(lián)切換為兩路并聯(lián)，相電阻更小，有利于降低損耗，繞組線(xiàn)圈得到充分的利用，避免了材料和空間上的浪費(fèi)，進(jìn)一步改進(jìn)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式也可以實(shí)現(xiàn)多路并聯(lián)。

3、本發(fā)明利用回復(fù)彈簧的回復(fù)力和電磁鐵的電磁吸力進(jìn)行切換，其切換過(guò)程迅速，能夠?qū)刂浦噶罴皶r(shí)響應(yīng)，防止切換過(guò)程中出現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的動(dòng)力中斷。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為實(shí)施例中四層扁線(xiàn)電機(jī)定子繞組一路串聯(lián)的A相展開(kāi)圖；

圖2為實(shí)施例中四層扁線(xiàn)電機(jī)定子繞組兩路并聯(lián)的A相展開(kāi)圖；

圖3為實(shí)施例中定子繞組輸入端和輸出端端線(xiàn)示意圖；

圖4為圖3所示定子繞組立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為實(shí)施例中繞組接線(xiàn)切換裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為實(shí)施例中利用繞組接線(xiàn)切換裝置實(shí)現(xiàn)一路串聯(lián)的接線(xiàn)形式；

圖7為實(shí)施例中利用繞組接線(xiàn)切換裝置實(shí)現(xiàn)兩路并聯(lián)的接線(xiàn)形式；

圖8為實(shí)施例中繞組接線(xiàn)切換裝置裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)號(hào)：1、基座；2、導(dǎo)線(xiàn)；3、電磁塊；4、導(dǎo)電體；5、拉簧；6、滑塊；7、卡槽；8、接線(xiàn)柱。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1和圖2，本實(shí)施例中可變?cè)褦?shù)扁線(xiàn)電機(jī)定子繞組的結(jié)構(gòu)形式是：針對(duì)四層扁線(xiàn)電機(jī)的定子繞組，設(shè)置繞組接線(xiàn)切換裝置，利用繞組接線(xiàn)切換裝置使每相定子繞組在電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)切換為一路串聯(lián)的接線(xiàn)形式，一路串聯(lián)的接線(xiàn)形式的定子繞組匝數(shù)為2N，如圖1所示；在電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)切換為兩路并聯(lián)的接線(xiàn)形式，兩路并聯(lián)的接線(xiàn)形式的定子繞組匝數(shù)為N，如圖2所示。

本實(shí)施例針對(duì)一臺(tái)三相四層扁線(xiàn)電機(jī)定子繞組，其每相串聯(lián)線(xiàn)圈匝數(shù)為48，每相并聯(lián)線(xiàn)圈匝數(shù)為24。定子繞組三維結(jié)構(gòu)如圖3和圖4所示，繞組A、繞組B和繞組C三相繞組的輸入端A+、B+、C+均有兩根扁線(xiàn)，輸出端A-、B-、C-也有兩根扁線(xiàn)，圖3和圖4所示繞組為并聯(lián)模式。

本實(shí)施例中繞組接線(xiàn)切換裝置是利用拉簧的回復(fù)力和電磁鐵的電磁吸力使帶有導(dǎo)電體的滑塊在兩個(gè)狀態(tài)位上轉(zhuǎn)換，其中一個(gè)狀態(tài)位是由導(dǎo)電體在定子繞組的端線(xiàn)之間實(shí)現(xiàn)一路串聯(lián)的接線(xiàn)形式，另一個(gè)狀態(tài)位是由導(dǎo)電體在定子繞組的端線(xiàn)之間實(shí)現(xiàn)兩路并聯(lián)的接線(xiàn)形式，且兩個(gè)狀態(tài)位的定子繞組出線(xiàn)端保持為“星形”連接。

具體實(shí)施中，繞組接線(xiàn)切換裝置的結(jié)構(gòu)形式如圖5所示：包括環(huán)形基座1，在環(huán)形基座1上設(shè)置分別與各扁線(xiàn)端頭位置對(duì)應(yīng)的12個(gè)滑槽，在滑槽中部一側(cè)邊設(shè)置有卡接扁線(xiàn)端頭的扁線(xiàn)卡槽7。所述各相線(xiàn)圈的兩根扁線(xiàn)中，第一根扁線(xiàn)的進(jìn)線(xiàn)端伸出扁線(xiàn)卡槽，作為該相線(xiàn)圈的相電壓連接線(xiàn)；第二根扁線(xiàn)的出線(xiàn)端伸出扁線(xiàn)卡槽，作為該相線(xiàn)圈的零點(diǎn)引出線(xiàn)，三相線(xiàn)圈的零點(diǎn)引出線(xiàn)連接到一起。

如圖5～7所示，在所述滑槽中設(shè)置滑塊6，在所述滑槽的第一端與滑塊6之間設(shè)置連接的拉簧5，在所述滑槽的第二端設(shè)置電磁鐵3，利用拉簧5的回復(fù)力能夠在電磁鐵3失電狀態(tài)下將滑塊6復(fù)位在滑槽的第一端，形成第一狀態(tài)位；利用電磁鐵3的電磁吸力能夠?qū)⑺龌瑝K6拉向滑槽的第二端，形成第二狀態(tài)位；在所述滑塊一側(cè)固聯(lián)有導(dǎo)電體4，導(dǎo)電體4上設(shè)置有接線(xiàn)柱8，導(dǎo)電體通過(guò)接線(xiàn)柱8連接有導(dǎo)線(xiàn)2，同一導(dǎo)線(xiàn)2兩端的導(dǎo)電體通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)相互導(dǎo)通，不在同一導(dǎo)線(xiàn)兩端的導(dǎo)電體彼此絕緣，導(dǎo)電體4隨滑塊6運(yùn)行到扁線(xiàn)卡槽7的位置時(shí)，與扁線(xiàn)端頭緊密接觸。

吸附電磁塊通過(guò)電流的通斷控制吸附能力，如圖6所示，無(wú)電流通入時(shí)，A相繞組的第一根扁線(xiàn)的出線(xiàn)端與第二根扁線(xiàn)的進(jìn)線(xiàn)端通過(guò)同一導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)通，滑塊處于圖6所示，此時(shí)定子繞組串聯(lián)連接。有電流通入時(shí)，兩個(gè)扁線(xiàn)的進(jìn)線(xiàn)端通過(guò)同一導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)通，兩個(gè)扁線(xiàn)的出線(xiàn)端也通過(guò)同一導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)通，滑塊處于圖7所示，此時(shí)定子繞組并聯(lián)連接。

定子繞組連接切換裝置安裝好后，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖8所示。電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，吸附電磁塊上的導(dǎo)線(xiàn)不通入電流，滑塊處于圖6所示位置，此時(shí)每相輸入端和輸出端的2根扁線(xiàn)處于斷開(kāi)狀態(tài)，且輸入端的1根扁線(xiàn)與輸出端的1根扁線(xiàn)處于連接狀態(tài)，形成圖1所示的串聯(lián)模式。速度升高后，吸附電磁塊上的導(dǎo)線(xiàn)通入電流，滑塊與吸附電磁塊接觸，此時(shí)每相輸入端和輸出端的2根扁線(xiàn)處于連接狀態(tài)，且輸入端扁線(xiàn)與輸出端的扁線(xiàn)處于完全斷開(kāi)狀態(tài)，形成圖2所示的并聯(lián)模式。本實(shí)施例在定子繞組出線(xiàn)端始終保持為“星形”連接，避免了“三角形”的連接方式存在三相電壓不平衡問(wèn)題。

上述實(shí)施例針對(duì)的是三相四層扁線(xiàn)電機(jī)定子繞組，本領(lǐng)域人員還可以對(duì)一相電機(jī)定子繞組、兩相電機(jī)定子繞組采取類(lèi)似方案。

另外，本發(fā)明的每相線(xiàn)圈的扁線(xiàn)可以不限于兩根，進(jìn)一步改進(jìn)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式也可以實(shí)現(xiàn)多路并聯(lián)。

上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。