本發(fā)明實(shí)施例涉及電動機(jī)技術(shù)，尤其涉及一種基于交流電動機(jī)的自動換擋系統(tǒng)及交流電動機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的不斷提高，新能源汽車，特別是電動汽車以其低碳排放、污染力小的優(yōu)點(diǎn)逐漸走進(jìn)人們生活中。電動機(jī)是驅(qū)動電動汽車行走的動力部件，是電動汽車的核心部件之一，它代替了傳統(tǒng)汽車的動力部件，即汽油機(jī)或者柴油機(jī)。其中，電動機(jī)的性能優(yōu)劣決定了電動汽車的加速性和噸百公里電耗等性能指標(biāo)，評價(jià)電動汽車用電動機(jī)的主要性能指標(biāo)有：1.重量輕，功率大，較大的比功率(千瓦/公斤)；2.重量輕，扭矩大，較大的比扭矩(牛米/公斤)；3.較寬的轉(zhuǎn)速范圍；4.較寬的高效率區(qū)間。

現(xiàn)有技術(shù)中為提高電動機(jī)性能指標(biāo)主要有兩種方案：

第一種是在電動機(jī)和最終負(fù)載之間增加機(jī)械變速箱，通過調(diào)節(jié)變速箱的速比滿足低速大扭矩、高速小扭矩的電動汽車驅(qū)動要求；

第二種是通過提高電機(jī)和電機(jī)控制器的功率等級實(shí)現(xiàn)更大的調(diào)速范圍，滿足電動汽車的特殊驅(qū)動要求。

現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是：兩種方案都會增加電驅(qū)動系統(tǒng)的體積、重量和成本，并使得驅(qū)動系統(tǒng)整體效率大大降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于交流電動機(jī)的自動換擋系統(tǒng)及交流電動機(jī)，以實(shí)現(xiàn)減小電驅(qū)動系統(tǒng)的體積、重量和成本，提高整體效率的目的。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于交流電動機(jī)的自動換擋系統(tǒng)，包括：

電動換擋裝置，根據(jù)交流電動機(jī)的相數(shù)，其每相定子繞組包括四條支路，每條支路包括至少一個(gè)線圈，且每條支路中的線圈數(shù)量相等，每條支路通過電控開關(guān)與其他支路相連；

控制器，用于根據(jù)電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制各電控開關(guān)的通斷，以改變電動機(jī)每相定子繞組中四條支路的串并聯(lián)方式，使得電動機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下輸出對應(yīng)最大扭矩。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種交流電動機(jī)，設(shè)置有上述自動換擋系統(tǒng)。

本發(fā)明實(shí)施例通過控制器根據(jù)電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制電動換擋裝置中的電控開關(guān)，從而改變電動機(jī)定子繞組中相應(yīng)支路的串并聯(lián)方式，進(jìn)而改變相應(yīng)的串聯(lián)匝數(shù)，使得電動機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下輸出對應(yīng)最大扭矩，如此可實(shí)現(xiàn)全自動多擋自動換擋的功能，相對于現(xiàn)有技術(shù)中需要增加機(jī)械變速箱的方案，其減小了電驅(qū)動系統(tǒng)的體積、重量和成本，實(shí)現(xiàn)了提高整體效率的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種基于交流電動機(jī)的自動換擋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種電動換擋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a為本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種電動換擋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2b為本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種電動換擋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種電動換擋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3a為本發(fā)明實(shí)施例三提供的另一種電動換擋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3b為本發(fā)明實(shí)施例三提供的另一種電動換擋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例一

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種基于交流電動機(jī)的自動換擋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例可適用于使用交流電動機(jī)提供動力的的情況，如圖1所示，該基于交流電動機(jī)的自動換擋系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)包括：電動換擋裝置1，根據(jù)交流電動機(jī)的相數(shù)，其每相定子繞組包括四條支路，每條支路包括至少一個(gè)線圈，且每條支路中的線圈數(shù)量相等，每條支路通過電控開關(guān)與其他支路相連；控制器2，用于根據(jù)電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制各電控開關(guān)的通斷，以改變電動機(jī)每相定子繞組中四條支路的串并聯(lián)方式，使得電動機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下輸出對應(yīng)最大扭矩。

其中，交流電動機(jī)可以是單相交流電動機(jī)，也可以是多相交流電動機(jī)，例如兩相交流電動機(jī)、三相交流電動機(jī)等。優(yōu)選的，可以是三相交流電動機(jī)，進(jìn)一步優(yōu)選的，可以是三相交流異步電動機(jī)，較為常用的，還可以是三相交流永磁同步電動機(jī)或者三相交流永磁無刷電動機(jī)(水冷或風(fēng)冷)，包括輪邊或輪轂電動機(jī)，特別適用于5000轉(zhuǎn)/分以下的中速交流電動機(jī)。該交流電動機(jī)可以為電動車輛或者電動船舶提供動力。

其中，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可以由速度傳感器采集獲得，速度傳感器將實(shí)時(shí)采集的電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)傳輸給控制器，控制器根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化在不同的轉(zhuǎn)速階段發(fā)出不同的控制指令，以改變定子繞組中四條支路的串并聯(lián)方式。進(jìn)一步，速度傳感器可以是旋轉(zhuǎn)變壓器、旋轉(zhuǎn)編碼器。

其中，扭矩是使物體發(fā)生轉(zhuǎn)動的一種特殊的力矩。如發(fā)動機(jī)的扭矩就是指發(fā)動機(jī)從曲軸端輸出的力矩。在功率固定的條件下它與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成反比關(guān)系，轉(zhuǎn)速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽車在一定范圍內(nèi)的負(fù)載能力。

進(jìn)一步，電動機(jī)的扭矩和定子繞組的串聯(lián)匝數(shù)成正比，定子繞組中四條支路的串并聯(lián)方式改變了，相應(yīng)的總串聯(lián)匝數(shù)也會改變，因此在相同的定子繞組電流下，電動機(jī)輸出的扭矩也隨串聯(lián)匝數(shù)一同改變。

優(yōu)選的，當(dāng)一條支路中線圈的數(shù)量≥2時(shí)，則該支路中各線圈相互串聯(lián)或者相互并聯(lián)。

其中，本實(shí)施例中所稱支路，是指兩端的接線都與電控開關(guān)相連，兩端之間包括有一個(gè)或多個(gè)線圈的支路，這多個(gè)線圈可以相互串聯(lián)或者相互并聯(lián)。進(jìn)一步，線圈的個(gè)數(shù)與電動機(jī)的極數(shù)相對應(yīng)，電動機(jī)的極數(shù)確定了，線圈的個(gè)數(shù)也相應(yīng)確定。在實(shí)際應(yīng)用中，技術(shù)人員通常將每一線圈所在線路也稱為支路，如8極的電動機(jī)對應(yīng)有8條支路，對應(yīng)到本實(shí)施例結(jié)構(gòu)上實(shí)際是指四條支路中每條支路都設(shè)置有兩個(gè)線圈，這僅僅是對“支路”的定義不同，并不影響本實(shí)施例中技術(shù)方案的實(shí)際功能。

其中，電控開關(guān)是指通電或斷電來控制的開關(guān)，定子繞組四條支路引出的連線與相應(yīng)電控開關(guān)相連后，控制器即可通過向各電控開關(guān)發(fā)出指令來控制各電控開關(guān)的通斷，如此改變定子繞組四條支路的串并聯(lián)方式。

具體地，以顯極雙層定子繞組的三相交流永磁同步電動機(jī)為例，每相定子繞組有4條支路，每條支路中有一個(gè)或多個(gè)線圈(多個(gè)線圈之間采用串聯(lián)或者并聯(lián)方式相連)，則三相交流電動機(jī)的定子繞組可從電動機(jī)非動力輸出端或電機(jī)外殼體，每條支路的兩端分別引出兩根連線，每相引出8根連線，共可引出24根定子繞組支路連線，連接三相各自4條支路共12條支路，結(jié)合控制器2的指令，可以對該12條支路進(jìn)行不同的串并聯(lián)組合，從而改變每相定子繞組的總串聯(lián)匝數(shù)，使電動機(jī)輸出與串聯(lián)匝數(shù)相對應(yīng)的扭矩，滿足啟動大扭矩和不同速度段對扭矩的需求。

優(yōu)選的，電動換擋裝置1的安裝位置可以根據(jù)實(shí)際需要而設(shè)定，對于電動汽車，可將電動換擋裝置1與電動機(jī)結(jié)合為一體，對于電動船舶，可將電動換擋裝置1布置在機(jī)艙或控制室，與電動機(jī)分離。進(jìn)一步，控制器2一般與電動機(jī)分離設(shè)置，安裝在電動汽車上或者電動船舶機(jī)艙內(nèi)。

本實(shí)施例的技術(shù)方案，通過控制器2根據(jù)電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制電動換擋裝置1中的電控開關(guān)，從而改變電動換擋裝置1中相應(yīng)支路的串并聯(lián)方式，進(jìn)而改變相應(yīng)的串聯(lián)匝數(shù)，使得電動機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下輸出對應(yīng)最大扭矩，如此可實(shí)現(xiàn)全自動多擋自動換擋的功能，相對于現(xiàn)有技術(shù)中需要增加機(jī)械變速箱的方案，其減小了電驅(qū)動系統(tǒng)的體積、重量和成本，且機(jī)械變速箱還會有一定機(jī)械效率損失，本實(shí)施例中為全電動控制，無機(jī)械效率損失，因此還實(shí)現(xiàn)了提高比扭矩和整體效率的目的。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，控制器2進(jìn)一步可以優(yōu)化為，所述控制器2具體用于，根據(jù)電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制各電控開關(guān)的通斷，來改變每一定子繞組中四條支路的串并聯(lián)方式，使得在不同轉(zhuǎn)速下，定子繞組分別形成串聯(lián)、串并聯(lián)以及并聯(lián)三種形式的組合，對應(yīng)串聯(lián)匝數(shù)依次為最大串聯(lián)匝數(shù)、最大串聯(lián)匝數(shù)的一半以及最大串聯(lián)匝數(shù)的四分之一。如此實(shí)現(xiàn)全自動三擋自動換擋的功能，使得電動機(jī)在三種不同轉(zhuǎn)速下輸出不同最大扭矩。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，控制器2還可以優(yōu)化為，所述控制器2具體用于：

在電動機(jī)啟動時(shí)，控制定子繞組中的四條支路連接成一路串聯(lián)電路，使得串聯(lián)匝數(shù)最大；以及

檢測到電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時(shí)，控制定子繞組中的四條支路兩兩串聯(lián)再并聯(lián)，或者兩兩并聯(lián)再串聯(lián)，使得串聯(lián)匝數(shù)為一路串聯(lián)電路的串聯(lián)匝數(shù)的一半；以及

檢測到電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到大于第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時(shí)，控制定子繞組中的四條支路相互并聯(lián)，使得串聯(lián)匝數(shù)為一路串聯(lián)電路的串聯(lián)匝數(shù)的四分之一。

如果電動機(jī)轉(zhuǎn)速由高于第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速降到低于第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速，且電動機(jī)重新開始加速，電動機(jī)將重復(fù)上述從啟動到大于第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的過程。

其中，四條支路兩兩串聯(lián)再并聯(lián)是指其中兩條支路先串聯(lián)為一路，另外兩條支路也串聯(lián)為一路，然后兩路串聯(lián)后的電路再并聯(lián)；四條支路兩兩并聯(lián)再串聯(lián)是指其中兩條支路先并聯(lián)，另外兩條支路也并聯(lián)，然后兩路并聯(lián)后的電路再串聯(lián)。

其中，電動汽車/電動船舶在啟動時(shí)通常都需要大扭矩啟動，(相當(dāng)于一檔起步)，因此在啟動時(shí)需要電動機(jī)輸出最大扭矩。對于電動機(jī)每一相定子繞組中的四條支路，當(dāng)四條支路都相互串聯(lián)時(shí)，其定子繞組串聯(lián)匝數(shù)最大?，F(xiàn)有技術(shù)中通常是通過安裝機(jī)械減速機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)大扭矩啟動，這在一定程度上增加了整個(gè)動力系統(tǒng)的重量，而本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)大扭矩啟動無需機(jī)械減速機(jī)構(gòu)，僅通過全電動控制改變定子繞組串并聯(lián)方式即可實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步，電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速對應(yīng)于一定的定子繞組串聯(lián)匝數(shù)。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一檔(即四個(gè)支路串聯(lián)為一路)的額定轉(zhuǎn)速時(shí)，如果不改變串并聯(lián)方式，電機(jī)控制器容量將達(dá)到最大容許值，轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，將會燒壞電機(jī)控制器的功率開關(guān)器件。因此，可將第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速設(shè)置為一檔的額定轉(zhuǎn)速，或者稍小于額定轉(zhuǎn)速，并在電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時(shí)，改變電動機(jī)定子繞組中四條支路的串并聯(lián)方式，使得定子繞組串聯(lián)匝數(shù)為一路串聯(lián)電路的串聯(lián)匝數(shù)的一半，即二擋運(yùn)行，使得轉(zhuǎn)速和扭矩都能滿足電動汽車的使用要求。而現(xiàn)有技術(shù)中，為了實(shí)現(xiàn)在額定轉(zhuǎn)速之上恒功率運(yùn)轉(zhuǎn)，通常都是采取弱磁控制策略，而弱磁控制較為復(fù)雜，且控制能力也有限，而本實(shí)施例中無需弱磁控制仍實(shí)現(xiàn)在不同轉(zhuǎn)速下輸出不同扭矩的方案。

更進(jìn)一步，當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增大，并到第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時(shí)，再次改變電動機(jī)定子繞組中四條支路的串并聯(lián)方式，使得定子繞組串聯(lián)匝數(shù)為一路串聯(lián)電路的串聯(lián)匝數(shù)的四分之一，即三擋運(yùn)行，使得轉(zhuǎn)速和扭矩都能滿足電動汽車的使用要求。其中，第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速可以是二擋的額定轉(zhuǎn)速，也可以是稍小于二擋額定轉(zhuǎn)速的數(shù)值。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述電控開關(guān)為交流接觸器或者固態(tài)繼電器。

其中，接觸器是指低壓工業(yè)電器中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。固態(tài)繼電器是由微電子電路、分立電子器件以及電力電子功率器件組成的無觸點(diǎn)開關(guān)。固態(tài)繼電器用隔離器件實(shí)現(xiàn)了控制端與負(fù)載端的隔離，實(shí)現(xiàn)了輸入端用微小的控制信號直接驅(qū)動大電流負(fù)載目的。

實(shí)施例二

圖2本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種電動換擋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，由于電動機(jī)每相定子繞組的四條支路的結(jié)構(gòu)均相同，在此僅給出電動換擋裝置中其中一相的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，優(yōu)選是對電動換擋裝置進(jìn)一步優(yōu)化，所述定子繞組的四條支路包括第一支路A1、第二支路A2、第三支路A3以及第四支路A4；所述電控開關(guān)包括第一開關(guān)a1、第二開關(guān)a2、第三開關(guān)a3、第四開關(guān)a4、第五開關(guān)a5、第六開關(guān)a6、第七開關(guān)a7、第八開關(guān)a8以及第九開關(guān)a9；

第一支路A1一端與第四開關(guān)a4相連，另一端分別與第一開關(guān)a1和第七開關(guān)a7相連；

第二支路A2一端分別與第一開關(guān)a1、第四開關(guān)a4以及第五開關(guān)a5相連，另一端分別與第七開關(guān)a7、第二開關(guān)a2以及第八開關(guān)a8相連；

第三支路A3一端分別與第二開關(guān)a2、第五開關(guān)a5以及第六開關(guān)a6相連，另一端分別與第八開關(guān)a8、第三開關(guān)a3以及第九開關(guān)a9相連；

第四支路A4一端分別與第三開關(guān)a3和第六開關(guān)a6相連，另一端與第九開關(guān)a9相連。

其中，每條支路的兩端都通過一個(gè)或多個(gè)電控開關(guān)與其他支路相連，這樣設(shè)置的好處在于，方便控制器2通過控制每一電控開關(guān)的通斷來改變電動機(jī)定子繞組中各支路的串并聯(lián)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對電動換擋裝置1的靈活控制，為以后對電動機(jī)做進(jìn)一步改進(jìn)時(shí)，無需改動硬件結(jié)構(gòu)，只需對控制器2的控制方式進(jìn)行配置即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。

優(yōu)選的，控制器2具體用于：在電動機(jī)啟動時(shí)，控制第一開關(guān)a1、第二開關(guān)a2以及第三開關(guān)a3同時(shí)接通，其他開關(guān)a4、a5、a6、a7、a8以及a9同時(shí)斷開，第一支路A1、第二支路A2、第三支路A3以及第四支路A4接成一路串聯(lián)電路，使得串聯(lián)匝數(shù)最大，此時(shí)，同等電流下電機(jī)扭矩最大，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)在大扭矩下一檔起步。

進(jìn)一步優(yōu)選的，控制器2還用于：檢測到電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到第一預(yù)設(shè)換檔轉(zhuǎn)速時(shí)，控制器2發(fā)出信號使電動換擋裝置1內(nèi)的第一開關(guān)a1、第三開關(guān)a3、第五開關(guān)a5以及第八開關(guān)a8同時(shí)斷開，其他開關(guān)a2、a4、a6、a7以及a9同時(shí)接通，使得第一支路A1與第二支路A2并聯(lián)，第三支路A3與第四支路A4并聯(lián)，兩個(gè)并聯(lián)電路再串聯(lián)，這時(shí)電動機(jī)每相定子繞組串聯(lián)匝數(shù)為四條支路一路串聯(lián)電路的串聯(lián)匝數(shù)的一半，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)在二擋變速下的最大扭矩。

更進(jìn)一步優(yōu)選的，控制器2還用于：檢測到電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到大于第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時(shí)，控制第一開關(guān)a1、第二開關(guān)a2以及第三開關(guān)a3同時(shí)斷開，其他開關(guān)a4、a5、a6、a7、a8以及a9同時(shí)接通，使得第一支路A1、第二支路A2、第三支路A3以及第四支路A4相互并聯(lián)，其串聯(lián)匝數(shù)為四條支路一路串聯(lián)電路的串聯(lián)匝數(shù)的四分之一，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)在三擋變速下的最大扭矩。

其中，圖2中給出的僅僅是每條支路中僅為1個(gè)線圈的情況，當(dāng)每條支路中的線圈數(shù)量為多個(gè)時(shí)，每條支路中的各線圈可以相互串聯(lián)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2a所示，其中，n表示線圈的個(gè)數(shù)；進(jìn)一步，當(dāng)每條支路中的線圈數(shù)量為多個(gè)時(shí)，每條支路中的各線圈還可以相互并聯(lián)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2b所示。

本實(shí)施例的技術(shù)方案，定子繞組中每條支路的兩端都通過一個(gè)或多個(gè)電控開關(guān)與其他支路相連，使得控制器2僅通過控制每一電控開關(guān)的通斷就可改變電動機(jī)定子繞組中各支路的串并聯(lián)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對電動換擋裝置1的靈活控制，且本實(shí)施提供的控制方式實(shí)現(xiàn)了三個(gè)擋位的全自動換擋，且每個(gè)擋位都能實(shí)現(xiàn)最大扭矩，大大提升了電動機(jī)的性能指標(biāo)。

實(shí)施例三

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種電動換擋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，由于電動機(jī)每相定子繞組的四條支路的結(jié)構(gòu)均相同，在此僅給出電動換擋裝置中其中一相的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，優(yōu)選是對電動換擋裝置進(jìn)一步優(yōu)化，所述定子繞組的四條支路包括第一支路A1、第二支路A2、第三支路A3以及第四支路A4；所述電控開關(guān)包括第一開關(guān)a1、第二開關(guān)a2、第三開關(guān)a3、第四開關(guān)a4、第五開關(guān)a5、第六開關(guān)a6、第七開關(guān)a7、第八開關(guān)a8以及第九開關(guān)a9；

第一支路A1一端分別與第四開關(guān)a4和第五開關(guān)a5相連，另一端分別與第一開關(guān)a1和第七開關(guān)a7相連；

第二支路A2一端分別與第一開關(guān)a1和第四開關(guān)a4相連，另一端分別與第七開關(guān)a7、第二開關(guān)a2以及第八開關(guān)a8相連；

第三支路A3一端分別與第二開關(guān)a2、第五開關(guān)a5以及第六開關(guān)a6相連，另一端分別與第三開關(guān)a3和第九開關(guān)a9相連；

第四支路A4一端分別與第三開關(guān)a3和第六開關(guān)a6相連，另一端分別與第八開關(guān)a8和第九開關(guān)a9相連。

其中，每條支路的兩端都通過一個(gè)或多個(gè)電控開關(guān)與其他支路相連，這樣設(shè)置的好處在于，方便控制器2通過控制每一電控開關(guān)的通斷來改變電動機(jī)定子繞組中各支路的串并聯(lián)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對電動換擋裝置1的靈活控制，為以后對電動機(jī)做進(jìn)一步改進(jìn)時(shí)，無需改動硬件結(jié)構(gòu)，只需對控制器2的控制方式進(jìn)行配置即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。

優(yōu)選的，控制器2具體用于：在電動機(jī)啟動時(shí)，控制第一開關(guān)a1、第二開關(guān)a2以及第三開關(guān)a3同時(shí)接通，其他開關(guān)a4、a5、a6、a7、a8以及a9同時(shí)斷開，第一支路A1、第二支路A2、第三支路A3以及第四支路A4接成一路串聯(lián)電路，使得串聯(lián)匝數(shù)最大，此時(shí)，同等電流下電機(jī)扭矩最大，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)在大扭矩下一檔起步。

進(jìn)一步優(yōu)選的，控制器2還用于：檢測到電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時(shí)，控制第一開關(guān)a1、第三開關(guān)a3、第五開關(guān)a5以及第八開關(guān)a8同時(shí)接通，其他開關(guān)a2、a4、a6、a7以及a9同時(shí)斷開，使得第一支路A1與第二支路A2串聯(lián)，第三支路A3與第四支路A4串聯(lián)，兩個(gè)串聯(lián)電路再并聯(lián)，其串聯(lián)匝數(shù)為一路串聯(lián)電路的串聯(lián)匝數(shù)的一半。實(shí)現(xiàn)電動機(jī)在二擋變速下的最大扭矩。其中，本實(shí)施例中的控制器2對二擋變速的控制雖然與實(shí)施例二中控制器2的控制方式不同，但其結(jié)果都是使得串聯(lián)匝數(shù)為一路串聯(lián)電路的串聯(lián)匝數(shù)的一半，實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)速下的最大扭矩。

更進(jìn)一步優(yōu)選的，控制器2還用于：檢測到電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到大于第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速的第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時(shí)，控制第一開關(guān)a1、第二開關(guān)a2以及第三開關(guān)a3同時(shí)斷開，其他開關(guān)a4、a5、a6、a7、a8以及a9同時(shí)接通，使得第一支路A1、第二支路A2、第三支路A3以及第四支路A4相互并聯(lián)，其串聯(lián)匝數(shù)為一路串聯(lián)電路的串聯(lián)匝數(shù)的四分之一，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)在三擋變速下的最大扭矩。

其中，圖3中給出的僅僅是每條支路中僅為1個(gè)線圈的情況，當(dāng)每條支路中的線圈數(shù)量為多個(gè)時(shí)，每條支路中的各線圈可以相互串聯(lián)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3a所示；進(jìn)一步，當(dāng)每條支路中的線圈數(shù)量為多個(gè)時(shí)，每條支路中的各線圈還可以相互并聯(lián)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3b所示，其中，n表示線圈的個(gè)數(shù)。

本實(shí)施例的技術(shù)方案，電動機(jī)定子繞組中每條支路的兩端都通過一個(gè)或多個(gè)電控開關(guān)與其他支路相連，使得控制器2僅通過控制每一電控開關(guān)的通斷就可改變定子繞組中各支路的串并聯(lián)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對電動換擋裝置1的靈活控制，且本實(shí)施提供的控制方式實(shí)現(xiàn)了三個(gè)擋位的全自動換擋，且每個(gè)擋位都能實(shí)現(xiàn)最大扭矩，大大提升了電動機(jī)的性能指標(biāo)。

實(shí)施例四

本實(shí)施例提供一種交流電動機(jī)，該交流電動機(jī)設(shè)置有如上述任一實(shí)施例提供的自動換擋系統(tǒng)。其中，自動換擋系統(tǒng)包括電動換擋裝置1和控制器2，優(yōu)選的，電動換擋裝置1的安裝位置可以根據(jù)實(shí)際需要而設(shè)定，對于電動汽車，可將電動換擋裝置1與電動機(jī)結(jié)合為一體，對于電動船舶，可將電動換擋裝置1布置在機(jī)艙或控制室，與電動機(jī)分離。進(jìn)一步，控制器2一般與電動機(jī)分離設(shè)置，安裝在電動汽車上或者電動船舶機(jī)艙內(nèi)。

本實(shí)施例提供的交流電動機(jī)與上述各實(shí)施例提供的自動換擋系統(tǒng)屬于同一發(fā)明構(gòu)思，與上述各實(shí)施例中的自動換擋系統(tǒng)具備相同的功能和有益效果。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。