[实用新型]一种电动汽车用三相异步电动机冗余绕组结构

说明书

技术领域

本实用新型属于三相异步电动机连线技术领域，涉及一种三相异步电动机绕组设计，具体涉及一种电动汽车用三相异步电动机冗余绕组结构。 

背景技术

目前单绕组结构在电动汽车用三相异步电动机中的应用较为广泛。单绕组结构电动机励磁电流大、功率因数低；高次谐波大、运行效率低；当电机定子绕组中一相（或几相），或者逆变器的一个（或几个）桥臂出现故障，整车必须中途停车，系统的可靠性差。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电动汽车用三相异步电动机冗余绕组结构，解决了现有电动汽车用的单绕组结构三相异步电动机功率因数低，运行效率低，系统可靠性差的问题。 

本实用新型所采用的技术方案是，一种电动汽车用三相异步电动机冗余绕组结构，包括两套定子绕组，两套定子绕组在空间错开α电角度。 

本实用新型的特点还在于， 

其中的每套定子绕组在空间上对称，每相绕组线规相同，相绕组间隔120°电角度。 

其中的，Z为电机的槽数定子槽数，p为极对数，N为对应两套绕组相差的槽数。 

本实用新型的有益效果是，采用冗余绕组结构提高了电动汽车用三相异 步电动机的功率因数、运行效率和系统可靠性。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图； 

图2为单Y绕组结构电机电驱动系统示意图； 

图3为单Y绕组结构电机电驱动系统故障示意图； 

图4为本实用新型双Y结构冗余绕组电机电驱动系统示意图； 

图5为本实用新型双Y结构冗余绕组电机电驱动系统一套绕组故障示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。 

本实用新型电动汽车用三相异步电动机冗余绕组结构，如图1所示，包括两套定子绕组A₁B₁C₁和A₂B₂C₂，两套绕组在空间错开α电角度，每套三相绕组在空间上对称，即每相绕组线规相同，相绕组间隔120°电角度。绕组通电后，A₁B₁C₁每相绕组相电流分别领先A₂B₂C₂对应的绕组相电流α时间电角度。其中，α的取值与电机定子槽数Z和极对数p相关。，式中N为对应两套绕组相差的槽数。电机两套绕组通电之前，先根据高次谐波抵消计算结果，角是第二套绕组每相通电时与第一套绕组每相对应电压滞后的电角度；角是根据以下公式4、5、6推导出来的，假如α=20°，对于7次谐波，解得；假如α=15°，对于11次谐波， 解得。再通过控制器给第二套绕组通滞后第一套绕组 电角度的电压。 

以下从原理方面对本实用新型进行说明： 

1、单Y绕组结构电机励磁电流大，功率因数低。而双Y绕组结构电机，由于U₁≈4.44f₁W₁k_w1φ_m，当W₁、k_w1和φ_m一定时，U₁∝φ_m。因此，外加U₁不变时，φ_m基本不变。第一套绕组A₁B₁C₁对第二套绕组A₂B₂C₂建立的磁势有较强的助磁作用。因此在对应同样磁场的情况下，励磁电流I₂相对减小，总励磁电流I小于单绕组连接的励磁电流I′，使得电机的功率因数提高，增强了电动机带负载的能力。 

2、单Y绕组结构电机高次谐波大，运行效率低。而双Y绕组结构电机第一套绕组和第二套绕组的空间分布和电流时间相位不同，这种特殊结构可以减小高次谐波磁势，从而减小高次谐波损失。下面以5次谐波磁势为例进行分析： 

1）第二套绕组五次谐波合成磁势 

各相脉振磁势表达式： 

式中，F₂₅为第二套绕组五次谐波脉振磁势的幅值。 

把第二套绕组各相的五次谐波脉振磁势分解为两个旋转磁势，再相加，整理得第二套绕组三相的五次谐波合成磁动势表达式：