[发明专利]双机二维集成的三相异步轮毂电机及变频驱动控制系统

说明书

所属技术领域

本发明系涉及一种两轮电动车轮毂电机及驱动系统，尤其是涉及一种双机二维集成的三相异步轮毂电机及变频驱动控制系统。

背景技术

轮毂电机在两轮电动车中的应用，广泛采用永磁直流和永磁交流同步变频电机，而三相异步变频电机目前尚未得到应用，三相异步电机有如下优点：①体积小，重量轻；②高起动转矩倍数；③良好的可控性和高稳定性；④寿命长，少维护甚至不维护；⑤制造简便，成本低；⑥噪声低，振动小，能有效提高舒适度；⑦一台变频驱动控制器可拖挂多台电机，且在中途切入时能保证相同速率和可靠的稳定性。其缺点是：三相异步电机本身85％-88％的功能转换效率比95％-98％的永磁电机低10％，如果与电子变频技术相结合，其工作效率就能超越永磁直流电机，接近永磁交流同步变频电机，再加上双机二维集成、(电气)再生制动和电机逆转制动集成，以及矢量和恒转矩、恒功率输出控制技术集成，构成一种新型两轮电动车的电驱动系统，其综合性能优于目前两轮电动车所应用的电驱动系统。

发明内容

本发明的目的是让三相异步变频电机在两轮电动车中得到广泛应用，且其实用效果、节能效果和性价比都优于现有两轮电动车所应用的电驱动系统，是一种高集成发明创新。如变频节能与变频调速控制集成，双机二维集成，(电气)再生制动和电机逆转制动集成，以及矢量和恒转矩、恒功率输出控制技术集成。采用集成优势，让三相异步电机的优点能充分发挥，其缺点能得到弥补和改善。

①本发明所采用的技术方案是：a、采用双机二维集成模式，两只电机的额定功率之比为4∶6，即2/5∶3/5，双机二维集成分2种实施模式：①后轮双机左右两侧分置集成模式，②双机前后轮分置集成模式。第①种模式的电机为内转子结构，第②种模式的电机为外转子结构。有3种工作运行模式可供选择：①2/5电机工作运行、②3/5电机工作运行、③双电机工作运行。b、在普通三相异步电机的结构原理上作部分设计修改，①适当增加电感量，②作磁不饱和设计，③提高绝缘等级(D级以上)，④、增加电机极数，使电机能在6Hz——85Hz频率范围内工作。c、由DC-DC升压电路，变频节能与变频调速电路，矢量和恒转矩、恒功率输出电路，再生制动和电机逆转制动电路而构成变频驱动控制器。a、b、c三项技术内容组合构成一种新型两轮电动车轮殻电机驱动系统。

本发明的有益效果是：a、双机二维集成的3种工作运行模式，模式①在轻载、无风阻、路况较好的情况下应用；模式②在中载、中风阻、路况较差或爬小坡的情况下应用：模式③在重载、较大风阻、路况较差或爬较大坡度的情况下应用。具有多种环境状态下的适应选择功能，有优越的节能节材效果，能延长电动车的续行里程。b、电子变频技术是世界公认的节能技术，能节能20％-30％。c、用于三相异步电机的变频驱动控制电路其设计和制作较为简易，而且性能稳定、价格便宜，具有高可靠性和低成本的特点。d、矢量控制能使电动车软启动和无极调速且运转平稳，不会对电源产生大电流冲击，能有效延长电源使用寿命和提高安全可靠性。再生制动是将机械能还原成电能再利用，是一项充分利用能源的节能技术。电机逆转制动用来取代机械摩擦制动，既节材，且能消除摩擦噪音，降低维修成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作出进一步说明。

图1是后轮双机左右两侧分置二维集成轮毂电机结构平面示意图。

图2是轮毂左视平面结构示意图。

图3是双机前后轮分置二维集成结构平面示意图。

图4是变频驱动控制器基本结构电路原理框架图。

图1中，由轮毂及左右两侧分置的两只相同结构的三相异步电机组成，1是轮毂，2是钢球滚珠，3是轮毂驱动齿轮，4是右电机外壳，5是右电机定子，6是右电机转子，7是右电机转子轴婆司套，8是双机定位固定轴，9、13是右电机转子轴婆司，10是右电机转子轴，11是转子轴驱动齿轮，12是右电机前端盖，14齿轮离合弹簧。

图2中，1是轮毂，2是钢球滚珠，3是轮毂驱动齿轮。

图3中，1是轮毂，2是钢球滚珠，3是电机外转子，4是电机内定子，5是电机右端盖，6是固定轴，7是电机左端盖。

图4中，1是蓄电池，2是升压与再生回馈电路，3是IPM逆变电路，4是电机1，5是开关K1，6是逆转制动开关，7是开关K2，8是电机2，9是控制单元。

具体实施方式