變極定子繞組的繞線方法及其動力與電力轉換裝置制造方法
【專利摘要】一種變極定子繞組的繞線方法及其動力與電力轉換裝置，其通過多種極數、相數以及切換極數前后的每一槽的線圈所具有的電流特征決定多個分類條件，然后分別將符合每一分類條件的槽所具有的線圈相連接，以得到分別對應該多個分類條件的多個線圈組，最后將該多個線圈組以多個切換元件電性連接，以形成以可變化極數的一變極定子繞組。該變極定子繞組可應用于發電機或者是馬達等電力轉換裝置。
【專利說明】變極定子繞組的繞線方法及其動力與電力轉換裝置
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種定子繞線技術，尤其是指一種變極定子繞組的繞線方法及其動力與電力轉換裝置。
【背景技術】
[0002]為了降低二氧化碳排放，減少石油依賴，電動車已成未來汽車的趨勢。而電動車中馬達是動力的核心，通過轉動提供電動車所需的動力。
[0003]但在電動車中的應用中，隨著路況的不同需要有不同的馬達轉速以對電動車提供適當的動力，因此馬達如果可以根據路況需要改變轉速，則可以提供電動車廣域轉速的動力，而增加電動車的競爭力。而改變馬達轉速，如果通過控制器的控制，通常對于馬達輸出的動力改變相當受限，不過如果定子磁場極數改變時，所輸出的動力曲線卻能有大幅度的不同，如永磁馬達、感應馬達等，和發電機皆是。因此改變馬達極數成為控制馬達轉速的一個有效的方法。
[0004]但極數的切換首重成本，因此所需的功率切換元件的數量必須要有適當的控制，另外，也不能影響占槽率，以使輸出功率下降，這些因素都為變極技術的關鍵。在現有技術之中，如美國專利US.Pat.N0.7，598，648號或US.Pat.N0.5，825，111號分別公開一種變極技術，其利用多個功率電子元件，加上串并聯電路的設計，來對馬達進行變極，進而改變馬達的轉速。

【發明內容】

[0005]本公開提供一種變極定子繞組的繞線方法，其對單層線圈繞組或多層線圈繞組的定子，根據極數對應、電流流向以及相數等關系，建立多種分類條件，將符合分類條件的定子槽所具有的線圈電性連接形成多個線圈組，然后再借著串聯與并聯電路的開關切換控制，能夠改變定子的極數。
[0006]在一實施例中，本公開提供一種變極定子繞組的繞線方法，其包括有下列步驟:根據一定子具有的多個槽、一相數以及預計相互切換的多種極數，形成一定子繞組，每一槽上繞設有一線圈；根據該多種極數、該相數以及切換極數前后的每一槽的線圈所具有的電流特征決定多個分類條件；分別將符合每一分類條件的槽所具有的線圈相連接，以得到分別對應該多個分類條件的多個線圈組，每一線圈組對應有至少一種極數、該相數中的至少一相以及對應該至少一種極數所具有的電流特征；以及將該多個線圈組以多個切換元件電性連接，以形成以可變化極數的一變極定子繞組。
[0007]在另一實施例中，本公開提供一種動力與電力轉換裝置，包括:一定子，其具有的多個槽，每一槽上繞設有一線圈，該定子更具有多個線圈組，每一個線圈組由符合一分類條件的槽所具有的線圈相連接，每一線圈組對應有至少一種極數、該相數中的至少一相以及對應該至少一種極數所具有的電流特征；多個切換元件，其與該多個線圈組電性連接；一控制單元，其根據要切換的極數，控制該切換元件，以改變該定子的極數；以及一轉子，其設至于該定子內，以于該定子內進行轉動。
[0008]在另一實施例中，本公開提供一種動力與電力轉換裝置，其具有2N:6N極數的切換，其中N為自然數，該動力與電力轉換裝置包括:一定子，其具有的18N個槽，每一槽上繞設有一線圈，其中該定子的2N極U相的所有槽上的線圈串聯以形成一第一線圈組、2N極V相的所有槽上的線圈串聯以形成一第二線圈組、2N極W相的所有槽上的線圈串聯以形成一第三線圈組、6N極U相的所有槽上的線圈串聯以形成一第四線圈組，以及6N極W相的所有槽上的線圈串聯以形成一第五線圈組；其中，該定子在2N極操作情況下，該第一線圈組、第二線圈組以及第三線圈組以一第一耦接方式相耦接；在6N極操作情況下，該第一線圈組、第二線圈組、第三線圈組相連接以形成一 6N極V相電路，該第四線圈組以及第五線圈組以一第二耦接方式相耦接。【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發明實施例的變極定子繞組的繞線方法流程示意圖。
[0010]圖2為本發明實施例的定子繞組示意圖。
[0011]圖3A至圖3F為圖2中的定子繞組在不同極數下，U相以及W相電流關系示意圖。
[0012]圖4A至圖4C為本發明圖2實施例的定子繞組中，根據各分類條件，各相之中相串接的線圈示意圖。
[0013]圖5A與圖5B為本發明實施例形成的獨立相接的變極定子繞組的電路示意圖。
[0014]圖6為本發明實施例的變極定子繞組的繞線方法另一流程示意圖。
[0015]圖7為本發明實施例形成具有補償線圈的變極定子繞組的電路示意圖。
[0016]圖8A與圖8B為本發明線圈組Y接方式實施例示意圖。
[0017]圖8C與圖8D為本發明線圈組Λ接方式實施例示意圖。
[0018]圖9為本發明的另一實施例定子線圈繞組實施例示意圖。
[0019]圖10為對應圖9的線圈組耦接方式示意圖。
[0020]圖11為本發明的又一實施例定子線圈繞組實施例示意圖。
[0021]圖12為對應圖11的線圈組耦接方式示意圖。
[0022]圖13為本發明實施例的對應圖9的4極/12極切換另一實施例示意圖。
[0023]圖14為對應圖13的線圈組耦接方式示意圖。
[0024]圖15為單相2極/6極變極的雙層線圈定子繞組示意圖。
[0025]圖16為具有輔助線圈組的單相2極/6極變極的雙層線圈定子繞組具有輔助線圈組示意圖
[0026]圖17為單相2極/6極變極的雙層線圈定子繞組電路示意圖。
[0027]圖18為雙相2極/6極變極的雙層線圈定子繞組電路示意圖。
[0028]【主要元件符號說明】
[0029]2-變極定子繞組的繞線方法
[0030]20~25_ 步驟
[0031]3-定子繞組
[0032]30-槽
[0033]31-線圈[0034]32，33-雙層繞組
[0035]340U,340V,340W,341U,341V,341W
[0036]342U,342V,342W,343U,343V,343W
[0037]344U,344V,344W,345U, 345V, 345W
[0038]346U,346V,346W,348U,348V,348W,
[0039]347U, 349V-耦接線段
[0040]35a"35k-切換元件
[0041]360~368-線圈端
[0042]37-補償線圈
[0043]38-轉子
[0044]39-控制單元
[0045]4-定子線圈繞組
[0046]40-單層線圈繞組
[0047]410U~413U，410V~413V，410W~413W-內層槽
·[0048]414a"413L, 415a"415L, 416a"416L-外層槽
[0049]42a"42d-切換元件
[0050]43a"43p-切換元件
[0051]5-定子線圈繞組
[0052]50，51-雙層線圈繞組
[0053]52a~52f_輔助線圈
[0054]53-電容
[0055]54，55_線圈組合
[0056]56-切換元件
[0057]57-補償線圈
[0058]60~62_ 電源
【具體實施方式】
[0059]請參閱圖1所示，該圖為本發明實施例的變極定子繞組的繞線方法流程示意圖。該變極定子繞組的繞線方法包括有下列步驟，首先以步驟20根據一定子具有的多個槽、一相數以及相互切換的多種極數，形成一定子繞組，每一槽上繞設有一線圈。
[0060]請參閱圖2所示，該圖為本發明實施例的定子繞組示意圖。圖中的編號代表槽數，本實施例具有27個槽30。每一槽30上繞設有一線圈31。在本實施例中，該定子繞組3為具有雙層繞組32與33的定子繞組3，其中外層繞組32代表6極的繞組，內層繞組33代表18極的繞組。要說明的是，該定子繞組3的槽30的數量并不以圖中所示的數量為限制?’另外，該定子繞組3也不以兩層繞組為限制，也可以為單一繞組，其可以根據使用者的需求而定。此外，相數的部分，可以為單相或者是多相，在本實施例中，以3相，亦即包含U相、V相以及W相來進行說明。而相互切換的極數可以根據需求而定，一般而言，特定的槽數可以根據本發明的精神設計為特定極數的切換，以本實施例為例，槽數為27的定子結構，其可以被設計為6極與18極的切換。要說明的是，該定子繞組3可以為馬達或者是發電機所使用的定子繞組；該馬達可以為感應馬達、磁組馬達或者是永磁馬達。本實施例的轉子為鼠籠式轉子，但不以此為限制，例如:繞線式轉子也可以實施。再回到圖1所示，決定的定子繞組的結構之后，接著進行步驟21，根據該多種極數、該相數以及切換極數前后的每一槽的線圈所具有的電流特征決定多個分類條件。其中，該電流特征，可以為電流方向或者是電流方向與大小其中之一，在本實施例中，該電流特征為電流的方向，另外要說明的是雖然本實施例中的分類電流特征為電流方向，但在線圈的電流是從無至有，或有至無的實施例中，也可以考慮電流大小。該多個分類條件包括有:
[0061]a.N極時為U相，M極時為U相，變極前后電流方向相同；
[0062]b.N極時為U相，M極時為U相，變極前后電流方向相反；
[0063]c.N極時為U相，M極時為V相，變極前后電流方向相同；
[0064]d.N極時為U相，M極時為V相，變極前后電流方向相反；
[0065]e.N極時為U相，M極時為W相，變極前后電流方向相同；
[0066]f.N極時為U相，M極時為W相，變極前后電流方向相反；
[0067]g.N極時為V相，M極時為U相，變極前后電流方向相同；
[0068]h.N極時為V相，M極時為U相，變極前后電流方向相反；
[0069]1.N極時為V相，M極時為V相，變極前后電流方向相同；
[0070]j.N極時為V相，M極時為V相,變極前后電流方向相反；
[0071]k.N極時為V相，M極時為W相，變極前后電流方向相同；
[0072]1.N極時為V相，M極時為W相，變極前后電流方向相反；
[0073]m.N極時為W相，M極時為U相，變極前后電流方向相同；
[0074]η.N極時為W相，M極時為U相,變極前后電流方向相反；
[0075]0.N極時為W相，M極時為V相，變極前后電流方向相同；
[0076]p.N極時為W相，M極時為V相，變極前后電流方向相反；
[0077]q.N極時為W相，M極時為W相，變極前后電流方向相同；
[0078]r.N極時為W相，M極時為W相，變極前后電流方向相反；
[0079]s.N極時不通電，M極時為U相；
[0080]t.N極時不通電，M極時為V相；
[0081]u.N極時不通電，M極時為W相；
[0082]V.N極時為U相，M極時不通電；
[0083]w.N極時為V相，M極時不通電；以及
[0084]X.N極時為W相，M極時不通電。
[0085]上述的分類條件總共有24種，每一種分別對應有極數、相以及關于電流的特征，該電流特征包括電流方向以及不同電的組合。在本實施例中，M極代表6極，而N極代表18極，相則包含有U相、V相以及W相。
[0086]決定了分類條件之后，則可以進行步驟22，根據該分類條件對分別將符合每一分類條件的槽所具有的線圈相連接，以得到分別對應該多個分類條件的多個線圈組，每一線圈組對應有至少一種極數、該相數中的至少一相以及對應該至少一種極數所具有的電流方向。實施步驟22時，首先以步驟220將滿足每一分類條件的槽中，分別將兩電流方向相反的槽所具有的線圈相連接以形成多組子線圈組。[0087]在步驟220中主要是根據上述a、的條件逐一比對，先找出滿足每一條件的槽。以圖3A至圖3B來作說明，圖3A至圖3B為圖2中的定子繞組在不同極數下，U相以及W相電流關系示意圖，其中圖3A顯示出定子繞組3在U相時6極與18極的電流方向；以及圖3B顯示出定子繞組3在W相時6極與18極的電流方向。在圖3A與圖3B中，可以歸納找到滿足分類條件e的槽，其中，U相18極定子分布和W相6極定子分布比較之后，可以得知W相6極的第I槽線圈，和U相18極的第I槽線圈電流方向相同，W相6極的第5槽線圈，和U相18極的第5槽線圈電流方向相同。同理，W相6極的第10槽線圈和U相的18極第10槽線圈電流方向相同，W相6極的第14槽線圈和U相18極的第14槽線圈電流方向相同。W相6極的第19槽線圈和U相的18極第19槽線圈電流方向相同，W相6極的第23槽線圈和U相18極的第23槽線圈電流方向相同。完成步驟220中所述的找到滿足各個分類條件的槽后，接著再于各相中將兩電流方向相反的槽所具有的線圈相連接以形成多組子線圈組。例如:以U相為例，第I槽線圈和第5槽線圈的電流流向相反，其中第I槽線圈為進入方向，而第5槽線圈電流為流出方向，因此兩電流方向相反，因此將第I槽線圈和第5槽線圈串接，并且命名為第1-第5線圈，此線圈在6極和18極可以共用，但在6極時為W相，而在18極時為U相。同理，將第10槽線圈和第14槽線圈串接，并且命名為第10-第14線圈，以及將第19槽線圈和第23槽線圈串接，并且命名為第19-第23線圈，以上結果，在圖3A、圖3B里，使用耦接線段340U以及340W表示，各個耦接線段340U以及340W即為步驟220中的子線圈組。在6極和18極間互相作切換時，這三組子線圈組皆繼續保持通路，且電流方向不變，但是相位改變。
[0088]接著再由圖3A與圖3B可以歸納滿足分類條件η的槽，可以發現U相6極第3槽線圈與W相18極第3槽線圈流方向相反，也可以發現U相6極第7槽線圈與W相18極第7槽線圈電流方向相反。將第3和第7槽線圈串連，并且命名為第3-第7線圈，此線圈可以共用，遇到變極時，令以不同相位、相反方向電流。同理，U相6極第12槽線圈與W相18極第12槽線圈流方向相反，也可以發現U相6極第16槽線圈與W相18極第16槽線圈電流方向相反，將第12和第16槽線圈串連，并且命名為第12-第16線圈，當遇到變極時，令此一線圈通以不同相位、相反電流；同理，把第21和第25槽線圈串聯，并且命名為第21-第25線圈。以上三組子線圈組，遇到變極時，令其電流相反、相位改變。以上結果，在圖3Α、圖3Β里，使用耦接線段341U以及341W表示。
[0089]請參閱圖3C至圖3D所示，該圖為圖2中的定子繞組在不同極數下，V相以及W相電流關系示意圖，其中圖3C顯示出定子繞組3在V相時6極與18極的電流方向；以及圖3D顯示出定子繞組3在W相時6極與18極的電流方向。在圖3C與圖3D中，可以找到滿足分類條件k的槽，可以歸納得知V相18極第2槽線圈和W相6極第2槽線圈電流方向相同，V相18極第6槽線圈和W相6極第6槽線圈電流方向也相同，因此將兩槽線圈串聯起來，并且命名為第2-第6線圈。此線圈可以共用，在6極時為W相，在18極時為V相。同理，V相18極第11槽線圈和W相6極第11槽線圈電流方向相同，V相18極第15槽線圈和W相6極第15槽線圈電流方向也相同，亦將其線圈串聯，并且命名為第11-第15線圈。同理，將第20槽線圈和第24槽線圈串接，并且命名為第20-第24線圈。以上串接結果，在圖3C以及圖3D中分別以耦接線段342V以及342W表示。令以上三組子線圈組，在變極前后線圈保持通路，電流方向不變、相位改變。[0090]另外，根據圖3C以及圖3D也可以找到滿足分類條件P的槽，其中，V相6極定子分布和W相18極定子分布比較之后，可以得知V相6極第27槽線圈與W相18極第27槽線圈流方向相反，也可以發現V相6極第4槽線圈與W相18極第4槽線圈電流方向相反。將第4和第27槽線圈串連，并且命名為第4-第27線圈，當遇到變極時，令此一線圈通以不同相位、相反方向電流。同理，V相6極第9槽線圈與W相18極第9槽線圈流方向相反，也可以知道V相6極第13槽線圈與W相18極第13槽線圈電流方向相反，將第9和第13槽線圈串連，并且命名為第9-第13線圈，當遇到變極時，令此一線圈通以不同相位、方向相反電流；同理，把第18和第22槽線圈串聯，并且命名為第18-第22線圈。以上三組子線圈組在變極時，令其電流相反、相位改變。以上結果，在圖3C與圖3D里，在分別以耦接線段343V以及343W表示。
[0091]再回到圖3A所示，在U相6極與18極的切換條件下，可以發現滿足分類條件a的槽，在圖中框344U所圈起來的第2、11、16、20以及25的槽，其所具有的線圈在變極前后電流方向一樣，且相位皆為U相。同樣將U相中任兩電流相反的線圈串接，在本實施例中，第2槽線圈和第25槽線圈串接，第7槽線圈和第11槽線圈串接，第16槽線圈和第20槽線圈串接，以上三組線圈分別命名為第2-第25槽線圈、第7-第11槽線圈和第16-20槽線圈，以上三組子線圈組在變極前后，電流方向不變，相位相同，皆為U相。結果如耦接線段345U所表示。
[0092]又再圖3B中，可以找到滿足分類條件r的槽，其中，框344W圈起來的第1、6、10、15,19以及24槽，其所具有的線圈在變極前后電流方向相反，且相位同為W相。把第I槽線圈和第24槽線圈串接，第6槽線圈和第10槽線圈串接，第15槽線圈和第19槽線圈串接，以上三組線圈分別命名為第1-第24槽線圈、第6-第10槽線圈和第15-19槽線圈，以上三組子線圈組在變極前后，電流方向相反，相位相同，都是W相。結果如耦接線段345W所表示。
[0093]又在圖3C中，可以找到滿足分類條件i的槽，其中，框344V圈起來的第5、9、14、18,23以及27槽，其所具有的線圈在變極前后電流方向相同，且相位同為V相。把第27槽線圈和第23槽線圈串接，第5槽線圈和第9槽線圈串接，第14槽線圈和第18槽線圈串接，以上三組線圈分別命名為第23-第27槽線圈、第5-第9槽線圈和第14-18槽線圈，以上三組子線圈組在變極前后，電流方向不變，相位相同，都是V相。結果如耦接線段345V所表示。
[0094]請參閱圖3E至圖3F所示,該圖為圖2中的定子繞組在不同極數下,U相以及V相中未共用的槽的電流關系示意圖，其中圖3E顯示出定子繞組3在U相時6極與18極的電流方向；以及圖3F顯示出定子繞組3在V相時6極與18極的電流方向。在圖3E與圖3F中，所示的槽為對應圖3A至圖3E下的分類條件下，尚未串接的槽線圈。其中，在圖3E中，可以找到滿足分類條件s的槽，其屬于6極U相線圈，分別是第3槽線圈和第8槽線圈，第12槽線圈和第17槽線圈，第21槽線圈和第26槽線圈，以上三組子線圈組分別命名為第3-第8槽線圈、第12-第17槽線圈和第21-第26槽線圈，此三組線圈在6極時通電，以耦接線段346U表示。也可找到符合分類條件V的槽，其屬于18極U相線圈，第4線圈和第8線圈串接，第13線圈和第17線圈串接，第22線圈和第26線圈串接，以上三組子線圈組分別命名為第4-第8槽線圈、第13-第17槽線圈和第22-第26槽線圈，此三組線圈在18極時通電，以耦接線段347U表示。
[0095]其中，在圖3F中，可以找到滿足分類條件t的槽，其屬于6極V相線圈，分別是第4定子線圈和第8定子線圈，第13定子線圈和第17定子線圈，第22定子線圈和第26定子線圈，以上三組線圈分別命名為第4-第8定子線圈、第13-第17定子線圈和第22-第26定子線圈，此三組子線圈組在6極時通電，以耦接線段348V表示。也可找到符合分類條件w的槽，其屬于18極V相線圈，第3線圈和第26線圈串接，第8線圈和第12線圈串接，第17線圈和第21線圈串接，以上三組線圈分別命名為第3-第26定子線圈、第8-第12定子線圈和第17-第21定子線圈，此三組子線圈組在18極時通電，以耦接線段349V表示。
[0096]以上為步驟220的說明，完成步驟220之后，進行步驟221，將滿組每一分類條件中的該多個子線圈組經由一耦接方式相互耦接在一起以形成每一線圈組。該耦接方式可以選擇為串聯連接或者是并聯連接。在本步驟221中，可以參閱圖4A至圖4C所示，該圖為本發明圖2實施例的定子繞組中，綜合各分類條件，各相之中相串接的線圈示意圖。其中，圖4A為U相所有定子連接圖，圖4B為V相所有定子連接圖，圖4C是W相所有定子連接圖。根據上述的子線圈組串接結果，可以再將第2-第25定子線圈、第7-第11定子線圈和第16-第20定子線圈三組線圈并聯，并稱之為U+/u+線圈組，即為步驟221中的線圈組。其中，大寫的U代表6極時為U相，小寫的u代表18極時亦為U相，斜線之前的+和斜線之后的+代表變極前后電流方向不變，整體來說，此組線圈在變極前后皆為U極，且變極前后電流方向不變。
[0097]同理，將第3-第7定子線圈、第12-16定子線圈、第21-第25定子線圈三組線圈并聯，并稱之為U+/V-線圈組，大寫的U代表6極時為U相，小寫的w代表18極時為W相，斜線之前的+和斜線之后的-代表變極前后電流方向相反。將第3-第8定子線圈、第12-第17定子線圈和第21-第26定子線圈并聯，稱之為U/0線圈，代表6極時為U相，18極時不通電。將U+/u+線圈組、U+/V-線圈組、U/0線圈組通以適當電流，即可形成6極U相。
[0098]將第5-第9定子線圈、第14-第18定子線圈和第23-第27定子線圈三組線圈并聯，并稱之為V+/V+線圈組，大寫的V代表6極時為V相，小寫的V代表18極時亦為V相，斜線之前的+和斜線之后的+代表變極前后電流方向不變，整體來說，此組線圈在變極前后皆為V相，且變極前后電流方向不變。將第4-第27線圈、第9-第13線圈、第18-第22線圈并聯，并稱之為V+/V-線圈組，大寫的V代表6極時為V相，小寫的w代表18極時為W相，斜線之前的+和斜線之后的-代表變極前后電流方向相反。將第4-第8定子線圈、第13-第17定子線圈和第22-第26定子線圈并聯，稱之為V/0線圈，代表6極時為V相，18極不通電。將V+/V+線圈組、V+/V-線圈組、V/0線圈組線圈組通以適當電流，即可形成6極V相。
[0099]將第1-第24線圈、第6_第10線圈和第15-第19線圈并聯，稱的線圈為W+/w_線圈組，其大寫W代表六極時為W相，小寫w代表18極為W相，斜線前+和斜線后的-代表電流方向相反。把第1-第5線圈、第10-第14線圈和第19-第23線圈三組線圈并聯，稱的線圈為W+/u+線圈組，其大寫W代表6極時為W相，小寫u代表18極為U相，斜線前+和斜線后的+代表變極前后電流方向相同。使第2-第6線圈、第11-第15線圈和第20-第24線圈三組線圈并聯，并稱之為W+/V+線圈組，其大寫W代表6極時為W相，小寫V代表18極為V相，斜線前+和斜線后的+代表變極前后電流方向相同。將W+/V-線圈組、W+/u-線圈組和W+/V-線圈組通以適當電流，即可形成6極W相。
[0100]將第4-第8線圈、第13-第17線圈和第22-第26線圈三組線圈并聯，形成Ο/u線圈組，O代表在6極時不通電，小寫u代表在18極時U相。將第3-第26線圈、第8-第12線圈和第17-第21線圈三組線圈并聯，形成Ο/v線圈組，O代表在6極時不通電，小寫V代表在18極時V相。
[0101]步驟221所形成的線圈組，可以參閱下表一所示。
[0102]表一
[0103]
【權利要求】
1.一種變極定子繞組的繞線方法，其包括有下列步驟: 根據一定子具有的多個槽、一相數以及相互切換的多種極數，形成一定子繞組，每一槽上繞設有一線圈； 根據該多種極數、該相數以及切換極數前后的每一槽的線圈所具有的電流特征決定多個分類條件； 分別將符合每一分類條件的槽所具有的線圈相連接，以得到分別對應該多個分類條件的多個線圈組，每一線圈組對應有至少一種極數、該相數中的至少一相以及對應該至少一種極數所具有的電流特征；以及 將該多個線圈組以多個切換元件電性連接，以形成以可變化極數的一變極定子繞組。
2.如權利要求1所述的變極定子繞組的繞線方法，其還包括有下列步驟: 檢驗對應每一種極數下，各相之中，相互電性連接的一線圈組合其等效電阻抗是否相稱；以及 如果有不相稱的線圈組合，則在該線圈組合的末端耦接一補償線圈。
3.如權利要求1所述的變極定子繞組的繞線方法，其中該多種極數為M極與N極，該相數為U、V與W三相，該多個分類條件為a至X中的兩種以上條件的組合，其中a至x的條件為: a.N極時為U相，M極時為U相，變極前后電流方向相同； b.N極時為U相，M極時為U相，變極前后電流方向相反； c.N極時為U相，M極時為V相，變極前后電流方向相同； d.N極時為U相，M極時為V相，變極前后電流方向相反； e.N極時為U相，M極時為W相，變極前后電流方向相同； f.N極時為U相，M極時為W相，變極前后電流方向相反； g.N極時為V相，M極時為U相，變極前后電流方向相同； h.N極時為V相，M極時為U相，變極前后電流方向相反； .1.N極時為V相，M極時為V相，變極前后電流方向相同； j.N極時為V相，M極時為V相，變極前后電流方向相反； k.N極時為V相，M極時為W相，變極前后電流方向相同； . 1.N極時為V相，M極時為W相，變極前后電流方向相反； m.N極時為W相，M極時為U相，變極前后電流方向相同； η.N極時為W相，M極時為U相，變極前后電流方向相反； .ο.N極時為W相，M極時為V相，變極前后電流方向相同； P.N極時為W相，M極時為V相，變極前后電流方向相反； q.N極時為W相，M極時為W相，變極前后電流方向相同； r.N極時為W相，M極時為W相，變極前后電流方向相反； s.N極時不通電，M極時為U相； t.N極時不通電，M極時為V相； u.N極時不通電，M極時為 W相； V.N極時為U相，M極時不通電； w.N極時為V相，M極時不通電；以及X.N極時為W相，M極時不通電。
4.如權利要求1所述的變極定子繞組的繞線方法，其中將符合每一分類條件的槽所具有的線圈相連接，以得到分別對應該多個分類條件的多個線圈組的步驟中還包括有: 將滿足每一分類條件的槽中，分別將兩電流方向相反的槽所具有的線圈相連接以形成多組子線圈組；以及 將滿組每一分類條件中的該多個子線圈組經由一耦接方式相互耦接在一起以形成每一線圈組。
5.如權利要求4所述的變極定子繞組的繞線方法，其中該耦接方式為串聯或并聯。
6.如權利要求1所述的變極定子繞組的繞線方法，其中將該多個線圈組以多個功率切換元件電性連接的方式可以選擇為Y接、Λ接或獨立相接法。
7.如權利要求1所述的變極定子繞組的繞線方法，其中該切換元件為機械開關、繼電器或功率電子元件。
8.如權利要求1所述的變極定子繞組的繞線方法，其中該變極定子繞組為變極感應馬達繞組、變極磁組馬達繞組、變極永磁馬達繞組或發電機定子繞組。
9.如權利要求1所述的變極定子繞組的繞線方法，其中該定子繞組可以是單層繞組或是多層繞組。
10.如權利要求9所述的變極定子繞組的繞線方法，其中該定子繞組為單層繞組，該多個槽的數量為18Ν以及相互切換的多種極數為2Ν:6Ν，其中N為自然數。
11.如權利要求1所述的變極定子繞組的繞線方法，其中該電流特征選擇為電流方向或者是電流的方向與大小的組合其中之一。
12.一種動力與電力轉換裝置,包括: 一定子，其具有的多個槽，每一槽上繞設有一線圈，該定子更具有多個線圈組，每一個線圈組由符合一分類條件的槽所具有的線圈相連接，每一線圈組對應有至少一種極數、該相數中的至少一相以及對應該至少一種極數所具有的電流特征； 多個切換元件，其與該多個線圈組電性連接； 一控制單元，其根據要切換的極數，控制該切換元件，以改變該定子的極數；以及 一轉子，其設至于該定子內，以于該定子內進行轉動。
13.如權利要求12所述的動力與電力轉換裝置，其中，該控制單元控制該切換元件使該定子于每一種極數下，各相的線圈組相互連接而形成多個對應各相的一線圈組合。
14.如權利要求13所述的動力與電力轉換裝置，其還包括有一補償線圈，與該多個線圈組合中等校電阻抗不相稱的線圈組合的末端相耦接。
15.如權利要求12所述的動力與電力轉換裝置，其中每一分類條件為a至X中的其中一種，其中a至X的條件為: a.N極時為U相，M極時為U相，變極前后電流方向相同； b.N極時為U相，M極時為U相，變極前后電流方向相反； c.N極時為U相，M極時為V相，變極前后電流方向相同； d.N極時為U相，M極時為V相，變極前后電流方向相反； e.N極時為U相，M極時為W相，變極前后電流方向相同； f.N極時為U相，M極時為W相，變極前后電流方向相反；g.N極時為V相，M極時為U相，變極前后電流方向相同； h.N極時為V相，M極時為U相，變極前后電流方向相反；i.N極時為V相，M極時為V相，變極前后電流方向相同； j.N極時為V相，M極時為V相，變極前后電流方向相反； k.N極時為V相，M極時為W相，變極前后電流方向相同； i.N極時為V相，M極時為W相，變極前后電流方向相反； m.N極時為W相，M極時為U相，變極前后電流方向相同； η.N極時為W相，M極時為U相，變極前后電流方向相反； ο.N極時為W相，M極時為V相，變極前后電流方向相同； P.N極時為W相，M極時為V相，變極前后電流方向相反； q.N極時為W相，M極時為W相，變極前后電流方向相同； r.N極時為W相，M極時為W相，變極前后電流方向相反； s.N極時不通電，M極時為U相； t.N極時不通電，M極時為V相； u.N極時不通電，M極時為W相； V.N極時為U相，M極時不通電； w.N極時為V相，M極時不通電；以及 X.N極時為W相，M極時不通電。
16.如權利要求 12所述的動力與電力轉換裝置，其中每一線圈組還包括有多組子線圈組，其為將滿足每一分類條件的槽中，分別將兩電流方向相反的槽所具有的線圈相連接而成，該多個子線圈組經由一耦接方式相互耦接在一起以形成每一線圈組。
17.如權利要求16所述的動力與電力轉換裝置，其中該耦接方式為串聯或并聯。
18.如權利要求12所述的動力與電力轉換裝置，其中該多個線圈組與多個功率切換元件電性連接的方式可以選擇為Y接、Λ接或獨立相接法。
19.如權利要求12所述的動力與電力轉換裝置，其中該切換元件為機械開關、繼電器或功率電子元件。
20.如權利要求12所述的動力與電力轉換裝置，其中該定子為感應馬達的定子、磁組馬達的定子、永磁馬達的定子或發電機的定子。
21.如權利要求12所述的動力與電力轉換裝置，其中該定子為單層線圈繞組或是多層線圈繞組。
22.如權利要求21所述的動力與電力轉換裝置，其中該定子繞組為單層繞組，該多個槽的數量為18Ν以及相互切換的多種極數為2Ν:6Ν，其中N為自然數。
23.如權利要求12所述的動力與電力轉換裝置，其中該電流特征選擇為電流方向或者是電流的方向與大小的組合其中之一。
24.一種動力與電力轉換裝置，其具有2Ν: 6Ν極數的切換，其中N為自然數，該動力與電力轉換裝置包括: 一定子，其具有的18Ν個槽，每一槽上繞設有一線圈，其中該定子的2Ν極U相的所有槽上的線圈串聯以形成一第一線圈組、2Ν極V相的所有槽上的線圈串聯以形成一第二線圈組、2Ν極W相的所有槽上的線圈串聯以形成一第三線圈組、6Ν極U相的所有槽上的線圈串聯以形成一第四線圈組，以及6N極W相的所有槽上的線圈串聯以形成一第五線圈組； 其中，該定子在2N極操作情況下，該第一線圈組、第二線圈組以及第三線圈組以一第一耦接方式相耦接；在6N極操作情況下，該第一線圈組、第二線圈組、第三線圈組相連接以形成一 6N極V相電路，該第四線圈組以及第五線圈組以一第二耦接方式相耦接。
25.如權利要求24所述的動力與電力轉換裝置，其中該第一耦接方式為Y接或Λ接。
26.如權利要求24所述的動力與電力轉換裝置，其中該第二耦接方式為Y接或Λ接。
27.如權利要求24所述的動力與電力轉換裝置，其中，在6Ν極操作情況下，該第一線圈組、第二線圈組、第三線圈組通過一切換元件相串接以形成該6Ν極V相電路。
28.如權利要求27所述的動力與電力轉換裝置，其中該切換元件為機械開關、繼電器或功率電子元件。
29.如權利要求24所述的動力與電力轉換裝置，其中該定子為感應馬達的定子、磁組馬達的定子、永磁馬達的定子或發電機的定子。
30.如權利要求24所述的動力與電力轉換裝置，其中該定子為單層線圈繞組或是多層線圈繞 組。
【文檔編號】H02K3/28GK103595198SQ201210366973
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年9月28日 優先權日:2012年8月14日
【發明者】彭明燦, 呂宗熙, 黃凱廷 申請人:財團法人工業技術研究院