CN112511072A - 电子电机及电器设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电子电机及电器设备，该电子电机包括：电机绕组，所述电机绕组包括多个导条，多个所述导条的一端互连；多个开关电路，多个所述开关电路与多个所述导条的另一端一对一连接。本发明可以通过控制开关电路工作，进而控制对应导条的电流大小与方向，从而改变电机的磁极对数，实现磁极对数的无缝切换，以实现电机变频调速，从而满足需要低速大力矩的应用需求。同时还可以解决电机绕组生产复杂，且材料耗费大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电子电机技术领域，特别涉及一种电子电机及电器设备。
背景技术
现有的主流调速方式是变频调速，变频器+异步电机，但存在如下缺陷：低速力矩只能与额定转速下力矩相当，满足不了大多数场合需要低速大力矩的应用。电机绕组生产复杂，且材料耗费大。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种电子电机及电器设备，旨在实现电机频率可调，满足需要低速大力矩的应用需求；同时解决电机绕组生产复杂，且材料耗费大的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种电子电机，所述电子电机包括：
电机绕组，所述电机绕组包括多个导条，多个所述导条的一端互连；
多个开关电路，多个所述开关电路与多个所述导条的另一端一对一连接。
可选地，所述电子电机还包括：
供电电源，所述供电电源通过多个所述开关电路与多个所述导条的另一端连接，所述供电电源用于在所述开关电路开启时，给对应的所述导条供电。
可选地，每一所述开关电路包括第一上桥电子开关和第一下桥电子开关，所述第一上桥电子开关的输入端与所述供电电源的正极连接；所述第一上桥电子开关的输出端与所述第一下桥电子开关的输入端及所述导条的另一端互连；所述第一下桥电子开关的输出端与所述供电电源的负极连接。
可选地，所述电子电机还包括：
主控制器，所述主控制器的多个控制端分别与所述第一上桥电子开关和第一下桥电子开关的受控端连接；所述主控制器，用于输出PWM信号，并控制所述第一上桥电子开关和所述第一下桥电子开关工作，调节所述导条的电压，以调节所述导条电流大小及方向，并改变电子电机的极对数。
可选地，所述主控制器，用于输出PWM信号，并控制所述第一上桥电子开关和所述第一下桥电子开关工作，调节所述导条的电压，以调节所述导条电流大小及方向，并改变电子电机的相数；
和/或，所述主控制器，还用于输出PWM信号，并控制所述第一上桥电子开关和所述第一下桥电子开关工作，调节所述导条的电压，以调节所述导条电流大小及方向，并调节电子电机的频率。
可选地，所述第一上桥电子开关为MOS管、IGBT、三极管中的一种或者多种组合；
和/或，所述第一下桥电子开关为MOS管、IGBT、三极管中的一种或者多种组合。
可选地，所述电子电机还包括金属导体，多个所述导条的一端通过所述金属导体互连，以实现短接。
可选地，所述电子电机还包括PCB板，多个所述导条的一端通过所述PCB板互连，以实现短接。
可选地，所述电机绕组的数量为多个，所述供电电源的数量与所述电机绕组的数量对应；
每一所述供电电源给一所述电机绕组供电；
在所述电子电机设置有所述金属导体时，每一所述电机绕组中的多个导条的一端通过一所述金属导体互连，以实现短接；所述金属导体的数量与电机绕组的数量对应，多个所述金属导体之间相互绝缘；
在所述电子电机设置有所述PCB板时，每一所述电机绕组中的多个导条的一端通过一所述短接区域互连，以实现短接；所述PCB板上的短接区域的数量与所述电机绕组的数量对应，多个所述短接区域之间相互绝缘。
可选地，所述电子电机还包括：
定子铁芯，所述导条设置于所述定子铁芯的凹槽内。
本发明还提出一种电器设备，包括如上所述的电子电机。
本发明通过将电机绕组设置为多个导条，并且多个导条的一端互连，并设置多个开关电路，多个开关电路与多个所述导条的另一端一对一连接。本发明可以通过输出PWM信号控制对应导条的电压大小，从而改变输出至导条的电流大小和方向，进而改变电机的磁极对数，实现磁极对数的无缝切换，从而满足需要低速大力矩的应用需求。同时还可以解决电机绕组生产复杂，且材料耗费大的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明电子电机一实施例的电路结构示意图；
图2为本发明电子电机另一实施例的电路结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 10 | 电机绕组 | 11 | 导条 |
| 20 | 开关电路 | Q11 | 第一上桥电子开关 |
| 30 | 供电电源 | Q21 | 第一下桥电子开关 |
| 40 | 主控制器 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明提出一种电子电机。
参照图1，在本发明一实施例中，该电子电机包括：
电机绕组10，所述电机绕组10包括多个导条11，多个所述导条11的一端互连；
多个开关电路20，多个所述开关电路20与多个所述导条11的另一端一对一连接。
所述电子电机还包括：
供电电源30，所述供电电源30通过多个所述开关电路20与多个所述导条11的另一端连接，所述供电电源30用于给对应的所述导条11供电。其中，供电电源30用于给电机绕组供电，以驱动电机转子工作，供电电源30的输出电压可以根据电机进行设置，此处不做限制。
所述电子电机还包括金属导体，多个所述导条11的一端通过所述金属导体互连，以实现短接。
所述电子电机还包括PCB板，多个所述导条11的一端通过所述PCB板互连，以实现短接。
本实施例中，电机绕组10设置为多个导条11，该导条11为金属导条，金属导条的一端通过金属导体或者PCB板全部短接，金属导条的另一端与开关电路20连接，通过开关电路20的PWM控制，实现导条11的电压调节，从而控制导条的电流方向。开关电路20的数量与导条11的数量对应。其中，每个导条分别标记为101、102、……、10N。每个开关电路分别标记为201、202、……、20N。
在进一步的实施例中，每一所述开关电路20包括第一上桥电子开关Q11和第一下桥电子开关Q21，所述第一上桥电子开关Q11的输入端与所述供电电源30的正极连接；所述第一上桥电子开关Q11的输出端与所述第一下桥电子开关Q21的输入端及所述导条11的另一端互连；所述第一下桥电子开关Q21的输出端与所述供电电源30的负极连接。其中，所述第一上桥电子开关Q11为MOS管、IGBT、三极管中的一种或者多种组合；和/或，所述第一下桥电子开关Q21为MOS管、IGBT、三极管中的一种或者多种组合。本实施例中，采用何种电子开关可以根据电机的功率进行确定，例如在大功率的电机中，可以采用MOS管、IGBT等来实现，在小功率的电机中，可以采用三极管等来实现。
在进一步的实施例中，所述电子电机还包括：
主控制器，所述主控制器的多个控制端分别与所述第一上桥电子开关Q11和第一下桥电子开关Q21的受控端连接；所述主控制器，用于输出PWM信号控制所述第一上桥电子开关Q11和所述第一下桥电子开关Q21工作，以调节所述电子电机的极数对。
所述主控制器，用于输出PWM信号控制所述第一上桥电子开关Q11和所述第一下桥电子开关Q21工作，以调节所述电子电机的相数。
本实施例中，主控制器可以采用单片机、DSP、FPGA等微控制器来实现，或者采用专用的电机驱动芯片来实现，主控制器可以是电子电机应用的电气设备的中央处理器，也可以是专用于控制电子电机的微处理器。主控制器利用各种接口和线路连接整个电子电机驱动电路板的各个部分，通过运行或执行存储的软件程序和/或模块，以及调用存储的数据，实现对电子电机的控制，主控制器可以根据应用需求，生成对应的PWM控制信号，以控制电子电机工作。
参照图2，在一实施例中，所述电机绕组10的数量为多个，所述供电电源30的数量与所述电机绕组10的数量对应；
每一所述供电电源30给一所述电机绕组10供电；
在所述电子电机设置有所述金属导体时，每一所述电机绕组中的多个导条的一端通过一所述金属导体互连，以实现短接；所述金属导体的数量与电机绕组的数量对应，多个所述金属导体之间相互绝缘。
在所述电子电机设置有所述PCB板时，每一所述电机绕组10中的多个导条的一端通过一所述短接区域互连，以实现短接；所述PCB板上的短接区域的数量与所述电机绕组10的数量对应，多个所述短接区域之间相互绝缘。
本实施例中，多个电机绕组11、12、…1M之间通过独立的供电电源31、32、…3M供电，有利于分散电源功率密度，有利于提高电机的散热，并且提高电子电机的工作效率。此外，开关电路的组数也为多个，分别标记为21、22、…2M。
在一个PCB上，可以通过分区域铺铜，来形成不同的短接区域，多个短接区域通过PCB板的绝缘层实现绝缘。在采用金属导体来实现时，多个金属导体之间也可以通过绝缘体来实现间隔和连接。
在一实施例中，所述电子电机还包括：
定子铁芯，所述绕组线圈绕设于所述定子铁芯上。
其中，所述导条设置于所述定子铁芯的凹槽内，定子齿与定子齿之间形成有凹槽，导条设置于各个凹槽内。
本发明还提出一种电器设备，包括如上所述的电子电机。该电子电机的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明电器设备中使用了上述电子电机，因此，本发明电器设备的实施例包括上述电子电机全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种电子电机，其特征在于，所述电子电机包括：
电机绕组，所述电机绕组包括多个导条，多个所述导条的一端互连；
多个开关电路，多个所述开关电路与多个所述导条的另一端一对一连接。
2.如权利要求1所述的电子电机，其特征在于，所述电子电机还包括：
供电电源，所述供电电源通过多个所述开关电路与多个所述导条的另一端连接，所述供电电源用于给对应的所述导条供电。
3.如权利要求2所述的电子电机，其特征在于，每一所述开关电路包括第一上桥电子开关和第一下桥电子开关，所述第一上桥电子开关的输入端与所述供电电源的正极连接；所述第一上桥电子开关的输出端与所述第一下桥电子开关的输入端及所述导条的另一端互连；所述第一下桥电子开关的输出端与所述供电电源的负极连接。
4.如权利要求3所述的电子电机，其特征在于，所述电子电机还包括：
主控制器，所述主控制器的多个控制端分别与所述第一上桥电子开关和第一下桥电子开关的受控端连接；所述主控制器，用于输出PWM信号，并控制所述第一上桥电子开关和所述第一下桥电子开关工作，调节所述导条的电压，以调节所述导条电流大小及方向，并改变电子电机的极对数。
5.如权利要求4所述的电子电机，其特征在于，所述主控制器，还用于输出PWM信号，并控制所述第一上桥电子开关和所述第一下桥电子开关工作，调节所述导条的电压，以调节所述导条电流大小及方向，并改变电子电机的相数；
和/或，所述主控制器，还用于输出PWM信号，并控制所述第一上桥电子开关和所述第一下桥电子开关工作，调节所述导条的电压，以调节所述导条电流大小及方向，并调节电子电机的频率。
6.如权利要求3所述的电子电机，其特征在于，所述第一上桥电子开关为MOS管、IGBT、三极管中的一种或者多种组合；
和/或，所述第一下桥电子开关为MOS管、IGBT、三极管中的一种或者多种组合。
7.如权利要求2所述的电子电机，其特征在于，所述电子电机还包括金属导体，多个所述导条的一端通过所述金属导体互连，以实现短接；
和/或，PCB板，多个所述导条的一端通过所述PCB板互连，以实现短接。
8.如权利要求7所述的电子电机，其特征在于，所述电机绕组的数量为多个，所述供电电源的数量与所述电机绕组的数量对应；
每一所述供电电源给一所述电机绕组供电；
在所述电子电机设置有所述金属导体时，每一所述电机绕组中的多个导条的一端通过一所述金属导体互连，以实现短接；所述金属导体的数量与电机绕组的数量对应，多个所述金属导体之间相互绝缘；
在所述电子电机设置有所述PCB板时，每一所述电机绕组中的多个导条的一端通过一所述短接区域互连，以实现短接；所述PCB板上的短接区域的数量与所述电机绕组的数量对应，多个所述短接区域之间相互绝缘。
9.如权利要求1至8任意一项所述的电子电机，其特征在于，所述电子电机还包括：
定子铁芯，所述导条设置于所述定子铁芯的凹槽内。
10.一种电器设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的电子电机。
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