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专利号: 2020104155191
申请人: 佛山中锦微电科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种准差速锁控制系统,其特征在于,

包括第一~第n这n个三相交流电机,其中n∈Z+且n≥2,每个交流电机包括三相绕组,即:第1~第n电机的U相绕组分别为U1~Un、第1~第n电机的V相绕组分别为V1~Vn、第1~第n电机的W相绕组分别为W1~Wn;每个相绕组分别引出首端H和尾端T,其中,U1~Un绕组的首端分别为Hu1~Hun、尾端分别为Tu1~Tun,V1~Vn绕组的首端分别为Hv1~Hvn、尾端分别为Tv1~Tvn,W1~Wn绕组的首端分别为Hw1~Hwn、尾端分别为Tw1~Twn;

根据每一电机输出轴旋转方向要求确定所述电机绕组的相位顺序,再将所有电机的三相绕组按照绕组的相位顺序分U相、V相、W相三组,即U相组、V相组和W相组,每一组中的各个绕组依绕组所在电机1~n的顺序和绕组相序依次首尾连接,具体串联形式为,所有电机的n个U相绕组U1~Un首尾串联连接,设1≤m≤n-1且m∈Z+,第m电机的U相绕组Um的尾端Tum与第m+1电机的U相绕组U(m+1)的首端Hw(m+1)连接,即绕组U1的尾端Tu1与绕组U2的首端Hu2连接、绕组U2的尾端Tu2与绕组U3的首端Hu3连接,依此连接规律执行,直至绕组U(n-1)的尾端Tu(n-1)与绕组Un的首端Hun连接,使所有电机的n个U相绕组依次首尾串联起来构成U相一条边,绕组U1的首端Hu1为该边的首端、绕组Un的尾端Tun为该边的尾端;该边上的n-1个首尾连接节点将该边分为n等份,在所述n-1个首尾连接节点中,令第m电机的U相绕组Um的尾端Tum与第m+1电机的U相绕组U(m+1)的首端Hu(m+1)连接节点为Dum,则所述节点Dum为该边的一个n等分点;所有电机的n个V相绕组V1~Vn首尾串联连接,设1≤m≤n-1且m∈Z+,第m电机的V相绕组Vm的尾端Tvm与第m+1电机的V相绕组V(m+1)的首端Hv(m+

1)连接,即绕组V1的尾端Tv1与绕组V2的首端Hv2连接、绕组V2的尾端Tv2与绕组V3的首端Hv3连接,依此连接规律执行,直至绕组V(n-1)的尾端Tv(n-1)与绕组Vn的首端Hvn连接,使所有电机的n个V相绕组依次首尾串联起来构成V相一条边,绕组V1的首端Hv1为该边的首端、绕组Vn的尾端Tvn为该边的尾端;该边上的n-1个首尾连接节点将该边分为n等份,在所述n-1个首尾连接节点中,令第m电机的V相绕组Vm的尾端Tvm与第m+1电机的V相绕组V(m+1)的首端Hv(m+1)连接节点为Dvm,则所述节点Dvm为该边的一个n等分点;所有电机的n个W相绕组W1~Wn首尾串联连接,设1≤m≤n-1且m∈Z+,第m电机的W相绕组Wm的尾端Twm与第m+1电机的W相绕组W(m+1)的首端Hw(m+1)连接,即绕组W1的尾端Tw1与绕组W2的首端Hw2连接、绕组W2的尾端Tw2与绕组W3的首端Hw3连接,依此连接规律执行,直至绕组W(n-1)的尾端Tw(n-1)与绕组Wn的首端Hwn连接,使所有电机的n个W相绕组依次首尾串联起来构成W相一条边,绕组W1的首端Hw1为该边的首端、绕组Wn的尾端Twn为该边的尾端;该边上的n-1个首尾连接节点将该边分为n等份,在所述n-1个首尾连接节点中,令第m电机的W相绕组Wm的尾端Twm与第m+1电机的W相绕组W(m+1)的首端Hw(m+1)连接节点为Dwm,则所述节点Dwm为该边的一个n等分点;

将所述U相一条边、V相一条边和W相一条边按照交流电机的三角形连接方式进行首尾连接构成一个新的大三角形接法,即:

将第1电机的U相绕组U1的首端Hu1与第n电机的W相绕组Wn的尾端Twn连接,并设连接节点为A,

将第1电机的V相绕组V1的首端Hv1与第n电机的U相绕组Un的尾端Tun连接,并设连接节点为B,

将第1电机的W相绕组W1的首端Hw1与第n电机的V相绕组Vn的尾端Tvn连接,并设连接节点为C,

所述节点A、B、C为所述大三角形的三个顶点,用于连接三相交流电源;

还包括准差速锁控制电路,

所述准差速锁控制电路包括三个独立控制开关分别为Ka、Kb和Kc,所述开关Ka、Kb和Kc均为包括两个控制端的开关器件,且所述开关器件在导通状态时两个控制端接通交流电流、在截止时两个控制端切断交流电流,将所述开关Ka的一个控制端连接大三角形的顶点A,另一个控制端连接所述顶点A对边上的一个n等分点Dvm,当所述开关Ka导通时,在所述大三角形中,所述开关Ka构成所述顶点A对边的一条n等分中线,将所述开关Kb的一个控制端连接大三角形的顶点B,另一个控制端连接所述顶点B对边上的一个n等分点Dwm,当所述开关Kb导通时,在所述大三角形中,所述开关Kb构成所述顶点B对边的一条n等分中线,将所述开关Kc的一个控制端连接大三角形的顶点C,另一个控制端连接所述顶点C对边上的一个n等分点Dum,当所述开关Kc导通时,在所述大三角形中,所述开关Kc构成所述顶点C对边的一条n等分中线;

当所述开关Ka、Kb和Kc均截止时,在电气连接关系上,各个电机仍为串联关系,每条边上的n个相绕组串联分担所述三相交流电源的相电压,各电机相电流相等,当所有电机电气参数相同、负载均衡时,各电机的对应相绕组平均分担三相交流电源中各相电源电压即每个绕组分担三相电源的相电压的1/n;当电机负载不均衡时,负载重的电机转速下降导致电感量减小、所分担的电压降低、从而功率占比降低并且转速降低,负载轻的电机转速升高电感量变大、所分担的电压升高、从而功率占比升高并且转速升高,使各电机之间实现自动反载感电压分配的差速功能,即每一个电机的三相绕组所分担的电压与该电机绕组动态电感量呈正相关、与该电机的负载呈反相关的电压-负载分配关系,电机之间为差速关系;

当所述开关Ka、Kb和Kc均导通时,在电气连接关系上,三条n等分中线的连接等效于将所述大三角形分割为两个小三角形,其根据为,当所述顶点A、B、C接通三相交流电源时,其中,一个三角形为由第1~第m电机的U相绕组U1~Um串联形成的U相所在边、V相绕组V1~Vm串联形成的V相所在边、W相绕组W1~Wm串联形成的W相所在边这三条边构成、顶点为A、B、C的第一小三角形,且由于相序关系使所述第一小三角形内运行的第1~第m电机的转子转向分别与所述第1~第m电机在开关Ka、Kb和Kc均截止时的大三角形状态运行时的转子转向相一致;另一个三角形为由第(m+1)~第n电机的U相绕组U(m+1)~Un串联形成的U相所在边、V相绕组V(m+1)~Vn串联形成的V相所在边、W相绕组W(m+1)~Wn串联形成的W相所在边这三条边构成、顶点为A、B、C的第二小三角形,且由于相序关系使所述第二小三角形内运行的第1~第m电机转子转向分别与所述第1~第m电机在开关Ka、Kb和Kc均截止时大三角形状态运行时的转子转向相一致;

即:将n个三相交流电机按照1~n顺序进行编号、再根据每一个已编号的交流电机输出轴旋转方向要求对所有电机绕组进行相位属性划分,即所有电机的U相绕组为一组、V相绕组为一组、W相绕组为一组,在每一组内按照绕组所在电机的编号顺序依次首尾串联连接形成一条边,得到分属U相、V相、W相的三条边,每一条边内的相邻绕组的首尾连接节点构成所在边的n等分点,再按照相同的绕组排列顺序确定每一条边的首尾端子,将由不同相位绕组首尾串联得到的三条边依据交流电机的三角形接法进行首尾连接,构成大三角形连接关系,将所述大三角形的每个顶点分别与对边相应的一个n等分点之间连接形成一条等分中线,三条等分中线连接后将所述大三角形切割为两部分,切割出来的两部分在电气连接关系上等效于新的两个小三角形,所述两个小三角形的顶点均与所述大三角形三个顶点重合,重合的三个顶点接通所述三相交流电源,每一个小三角形内运行的每一个电机仍旧保持所述电机在大三角形运行时的转子转向,这种以三条等分中线获取同转向的相序连接关系称为三相交流电机的中线定理;且这两个小三角形为电气并联关系,分别独立承载三相交流电源,若令所述第一小三角形内的电机分别驱动配置于第一轴内的相互独立的m个驱动轮、同时,亦令所述第二小三角形内的电机分别驱动配置于第二轴内的相互独立的n-m个驱动轮,两轴之间电系均独立承担三相交流电源从而使所述第一轴与第二轴之间的转矩相互独立,两轴之间实现相当于差速锁功能,即实现第一轴与第二轴的轴间差速锁,相比于机械差速锁的1:1转速关系,此时所述第一轴内电机的电源与所述第二轴内所有电机的电源为并联关系,不同轴上会因负载差异出现一定转速偏差,故这种以电气连接关系实现的差速锁不完全等同于机械差速锁的完全锁止,因此将这种电气关系的差速锁称为准差速锁,所述第一轴与第二轴之间为准差速锁关系,对于所述差速锁控制系统应用于轮系驱动的车辆来说,这样的准差速锁优于刚性的机械差速锁,故称所述第一轴与第二轴之间实现的是轴间准差速锁;

当m=1且n-m>1时,此时第一小三角形内仅具有1个电机,该电机独立承担三相交流电源,使所述第m电机与所述第二小三角形内的、电机无自动反载感电压分配的差速功能,第一轴上的第m电机与所述第二轴之间实现准差速锁功能;当m>1时,第一小三角形内的m个电机之间具有自动反载感电压分配的差速功能,第一轴内的m个电机之间无准差速锁功能,第一轴与第二轴之间具有准差速锁功能;当m>1且n-m=1时,第二小三角形内仅具有1个电机,该电机独立承担三相交流电源,使所述第n电机与所述第一小三角形内的电机无自动反载感电压分配的差速功能,第二轴上的第n电机与所述第一轴之间实现准差速锁功能;当m≠1且n-m>1时,第二小三角形内的n-m个电极之间具有自动反载感电压分配的差速功能,第二轴内的m个电机之间无准差速锁功能;

即三个开关Ka、Kb、Kc均为接通时,三个开关所形成的所述大三角形的三个n分中线构成轴系之间的中线差速锁,轴间实现准差速锁功能;

根据工况需要,适时接通或断开所述开关Ka、Kb、Kc,则使位于分属两个小三角形的电机所在的不同轴系之间实现轴间差速和轴间准差速锁功能,兼具差速性和差速锁的驱动性;

当所述两个小三角形中任一小三角形内含有h个电机时,所述小三角形内部再次进行如前所述的3个h等分中线方式进行连接时,仍符合所述中线定理,小三角形被再次分割为更小的三角形内部的电机仍旧保持原来的转向;在此基础上,适时接通或断开小三角形内部的中线连接时,能够实现小三角形内部的准差速锁功能,进而实现第一次中线连接后的轴间差速与轴间准差速锁、第二次~第h次中线连接后的轴系内部的轮系之间的差速与准差速锁,并以此递进优化、控制车辆上的轴系与轮系间的差速功能与差速锁驱动性能。

2.根据权利要求1所述的准差速锁控制系统,其特征在于,所述准差速控制系统包括的两个三相交流电机分别为第一电机和第二电机,所述第一电机具有的三相绕组为第一绕组、第二绕组和第三绕组,所述第一绕组的首尾两个端子分别为11和12、所述第二绕组的首尾两个端子分别为21和22、所述第三绕组的首尾两个端子分别为31和32,所述第二电机具有的三相绕组为第四绕组、第五绕组和第六绕组,所述第四绕组的首尾两个端子分别为41和42、所述第五绕组的首尾两个端子分别为51和52、所述第六绕组的首尾两个端子分别为

61和62,将两个电机的三相绕组依电机次序和绕组相序依次首尾串联连接,

即:第一绕组端子12与第四绕组端子41连接,并设连接节点为Z,第二绕组端子22与第五绕组端子51连接,并设连接节点为X,第三绕组端子32与第六绕组端子61连接,并设连接节点为Y;再将所述第一绕组的端子11和第六绕组的端子62连接,并设连接节点为A,所述第二绕组的端子21和第四绕组的端子42连接,并设连接节点为B,所述第三绕组的端子31和第五绕组的端子52连接,并设连接节点为C,使所述第一电机的三个绕组和所述第二电机的三个绕组构成第一种串联形式的大三角形接法:即以A、B、C为顶点,以第一和第四绕组串联支路为一条边、以第二和第五绕组串联支路为一条边、以第三和第六绕组串联支路为一条边,由这三条边组成等边三角形结构,或使所述第一电机的三个绕组和第二电机的三个绕组构成第二种串联形式的大三角形接法:即以X、Y、Z为顶点,以第五和第三绕组串联支路为一条边、以第六和第一绕组串联支路为一条边、以第四和第二绕组串联支路为一条边,由这三条边组成等边三角形结构,当采取所述第一种串联形式的三角形接法时,所述第一、四绕组串联支路所在边的二等分中点为Z、所述第二、五绕组串联支路所在边的二等分中点为X、所述第三、六绕组串联支路所在边的二等分中点为Y,所述准差速锁控制电路包括三个控制开关,即第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3,所述K1的两个控制端分别连接所述等边三角形的顶点A和所述顶点A对边的二等分中点X,使所述开关K1构成该边二分中线,所述K2的两个控制端分别连接顶点B和所述顶点B对边的二等分中点Y,使所述开关K2构成该边二分中线,所述K3的两个控制端分别连接定点C和所述顶点C对边的二等分中点Z,使所述第三开关K3构成该边二分中线;

在所述顶点A、B、C施加三相交流电源,适时控制所述开关K1~K3的接通与截止,从而实现相应的差速与准差速锁功能;

当所述K1、K2、K3均为断开状态时,所述第一电机和第二电机的绕组之间为串联关系,即第一、四绕组串联承担A-B相间电压,第二、五绕组串联承担B-C相间电压,第三、六绕组串联承担C-A相间电压,且在连接绕组时确保两电机转子旋转方向符合设计要求,设两电机均为正转,两电机分担所述三相交流电源电压,两电机电流相等,当两电机电气参数相同、负载均衡时,两电机各自所分担电压为近似电源电压一半,当两电机负载不均衡时,负载重的电机转速下降电感量减小、所分担的电压降低、从而功率和转速降低,负载轻的电机转速升高电感量变大、所分担的电压升高、从而功率和转速升高,此时两电机输出轴之间实现自动反载感电压分配的差速功能,即不同电机的定子绕组分担电压与该绕组电感量呈正相关、与该电机的负载呈反相关的电压-负载分配关系,当所述开关K1、K2、K3均为接通时,即A-X中线接通、B-Y中线接通、C-Z中线接通,所述第一电机的第一、二、三绕组分别承载A-C相间电压、B-A相间电压、C-B相间电压,所述第二电机的第四、五、六绕组分别承载C-B相间电压、A-C相间电压、B-A相间电压,两电机构成并联关系,相序相差使两电机旋转方向与串联时旋转方向一致,两电机均独立承担三相交流电压、独立转矩,实现准差速锁功能,即三个开关K1、K2、K3均为接通了所述等边三角形的三个中线构成中线差速锁,两电机之间失去反载感电压分配的差速功能,根据工况需要适时接通或断开三个开关K1、K2、K3,使两个电机和准差速锁控制电路构成的准差速锁控制系统实现差速与准差速锁控制功能、兼具差速性和差速锁的驱动性;

当采取所述第二种串联形式的三角形接法时,所述等边三角形的顶点为X、Y、Z,所述等边三角形三边的二等分中点分别为A、B、C,在所述顶点X、Y、Z和相应的对边中点设置准差速锁控制电路的三个独立控制的开关电路时,两电机和所述所构成的准差速锁控制电路共同构成的系统如所述第一种串联方法同样实现实时差速与准差速锁控制功能、兼具差速性和差速锁的驱动性。

3.根据权利要求1所述的准差速锁控制系统,其特征在于,所述准差速控制系统包括的三个三相交流电机分别为第一电机、第二电机和第三电机,

所述第一电机具有的三相绕组为第一绕组、第二绕组和第三绕组,所述第一绕组的首尾两个端子分别为11和12、第二绕组的首尾两个端子分别为21和22、第三绕组的首尾两个端子分别为31和32,所述第二电机具有的三相绕组为第四绕组、第五绕组和第六绕组,所述第四绕组的首尾两个端子分别为41和42、第五绕组的首尾两个端子分别为51和52、第六绕组的首尾两个端子分别为61和62,所述第三电机具有的三相绕组为第七绕组、第八绕组和第九绕组,所述第七绕组的首尾两个端子分别为71和72、第八绕组的首尾两个端子分别为81和82、第九绕组的首尾两个端子分别为91和92,将三个电机的三相绕组依电机次序和绕组相序依次首尾串联连接,

即:第一绕组端子12与第四绕组端子41连接,并设连接节点为1241,第四绕组端子42与第七绕组端子71连接,并设连接节点为4271,第二绕组端子22与第五绕组端子51连接,并设连接节点为2251,第五绕组端子52与第八绕组端子81连接,并设连接节点为5281,第三绕组端子32与第六绕组端子61连接,并设连接节点为3261,第六绕组端子62与第九绕组端子91连接,并设连接节点为6291;再将所述第一绕组的端子11和第九绕组的端子92连接,并设连接节点为A,所述第二绕组的端子21和第七绕组的端子72连接,并设连接节点为B,所述第三绕组的端子31和第八绕组的端子82连接,并设连接节点为C,使所述第一电机的三个绕组、第二电机的三个绕组和所述第三电机的三个绕组构成串联后的大三角形接法:即以A、B、C为顶点、以第一、四、七绕组串联支路、第二、五、八绕组串联支路和第三、六、九绕组串联支路为三边的等边三角形结构,所述等边三角形第一、四、七绕组串联支路所在边的三等分中点为1241和4271、所述等边三角形第二、五、八绕组串联支路所在边的三等分中点为2251和5281、所述等边三角形由第三、六、九绕组串联支路所在边的三等分中点为3261和6291,所述准差速锁控制电路包括六个控制开关,即第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6,所述K1的两个控制端分别连接所述等边三角形的顶点A和所述顶点A的对边的三等分中点2251,使所述第一开关K1构成该边三分中线,所述K2的两个控制端分别连接顶点B所述顶点B的对边的三等分中点3261,使所述第二开关K2构成该边的三分中线,所述K3的两个控制端分别连接所述定点C和所述顶点C的对边的三等分中点1241,使所述第三开关K3构成该边的三分中线,同理,将K4的两个控制端分别连接顶点B和5281节点、将K5的两个控制端分别连接顶点A和4271节点、将K6的两个控制端分别连接顶点C和6291节点;

在所述顶点A、B、C施加三相交流电源,

适时控制所述开关K1~K6的接通与截止,从而实现相应的差速与准差速锁功能;

当所述K1、K2、K3均为断开状态时,所述第一电机、第二电机和第三电机的绕组之间均为串联关系,即第一、四、七绕组串联承担A-B相间电压,第二、五、八绕组串联承担B-C相间电压,第三、六、九绕组串联承担C-A相间电压,且在连接绕组时确保三个电机转子旋转方向符合设计要求,设三电机均为正转,三电机分担所述三相交流电源电压,三电机电流相等,当三电机电气参数相同、负载均衡时,三电机各自所分担电压为近似电源电压1/3,当各电机负载不均衡时,负载重的电机转速下降电感量减小、所分担的电压降低、从而功率和转速降低,负载轻的电机转速升高电感量变大、所分担的电压升高、从而功率和转速升高,此时三电机实现自动反载感电压分配的差速功能,即分担电压与电感量呈正相关、与负载呈反相关的电压-负载分配关系,①当所述K1、K2、K3均为接通且所述K4、K5、K6断开时,即A-2251中线接通、B-3261中线接通、C-1241中线接通,所述第一电机的第一、二、三绕组分别承载A-C相间电压、B-A相间电压、C-B相间电压,所述第一电机全压工作、转矩独立,且相序相差使第一电机与三电机串联时旋转方向一致;所述第二电机和第三电机的第四、七绕组承载C-B相间电压、第五、八绕组承载A-C相间电压、第六、九绕组承载B-A相间电压,两电机构成串联关系,相序相差使第二电机和第三电机这两个电机旋转方向与三电机串联时旋转方向一致,使第二与第三电机转子实现自动反载感电压分配的差速功能;但第二、三两电机组合与第一电机构成并联关系,若令第一电机驱动第一轴、第二电机和第三电机分别驱动第二轴上的相互独立的两个轮,两轴之间电系均独立承担三相交流电压从而各自转矩独立,即实现第一轴与第二轴的轴间准差速锁、而第二轴内的两个轮分别由所述第二电机和第三电机实现轴内差速驱动,即三个开关K1、K2、K3均为接通了所述等边三角形的三个三分中线构成轴系之间的中线差速锁,在所述K4、K5、K6断开时,根据工况需要适时接通或断开所述三个开关K1、K2、K3,则使三个电机和准差速锁控制电路构成的准差速锁控制系统实现实时轴间差速与准差速锁控制功能、兼具差速性和差速锁的驱动性;

②当所述K1、K2、K3、K4、K5、K6分别接通相应的顶点与三等分中点时,即A-2251中线接通、B-3261中线接通、C-1241中线接通、A-4271接通、B-5281接通、C-6291接通,所述第一电机的第一、二、三绕组分别承载C-A相间电压、A-B相间电压、B-C相间电压,所述第二电机的第四、五、六绕组分别承载C-A相间电压、A-B相间电压、B-C相间电压,所述第三电机的第七、八、九绕组分别承载A-B相间电压、B-C相间电压、C-A相间电压,所述第一、二、三电机均全压工作,三电机构成并联关系,均独立承担三相交流电压从而各自独立控制转矩,三电机之间全部实现相当于准差速锁功能,若令第一电机驱动第一轴、第二电机和第三电机驱动第二轴的两个轮,则实现第一轴与第二轴的实现轴间准差速锁驱动、第二轴内的两个轮分别由所述第二电机和第三电机实现轴内准差速锁驱动,即六个开关K1、K2、K3、K4、K5、K6均接通了所述等边三角形的三个三分中线构成中线差速锁,根据工况需要适时接通或断开六个开关K1、K2、K3、K4、K5、K6,使三个电机和准差速锁控制电路构成的准差速锁控制系统实现实时轮间差速与轴间准差速锁控制功能、兼具轴间差速性和轴间差速锁的驱动性;

综合所述①和②,根据工况需要适时接通或断开六个开关K1~K6或适时分组接通或断开K1~K6,使三个电机和准差速锁控制电路构成的准差速锁控制系统实现实时轴间差速与准差速锁、轴内差速与准差速锁、轮间差速与准差速锁控制功能、兼具差速性和差速锁的驱动性。

4.根据权利要求1所述的准差速锁控制系统,其特征在于,所述准差速控制系统包括的四个三相交流电机分别为第一电机、第二电机、第三电机和第四电机,

所述第一电机具有的三相绕组为第一绕组、第二绕组和第三绕组,所述第一绕组的首尾两个端子分别为11和12、所述第二绕组的首尾两个端子分别为21和22、所述第三绕组的首尾两个端子分别为31和32,所述第二电机具有的三相绕组为第四绕组、第五绕组和第六绕组,所述第四绕组的首尾两个端子分别为41和42、所述第五绕组的首尾两个端子分别为51和52、所述第六绕组的首尾两个端子分别为61和62,所述第三电机具有的三相绕组为第七绕组、第八绕组和第九绕组,所述第七绕组的首尾两个端子分别为71和72、所述第八绕组的首尾两个端子分别为81和82、所述第九绕组的首尾两个端子分别为91和92,所述第四电机具有的三相绕组为第十绕组、第十一绕组和第十二绕组,所述第十绕组的首尾两个端子分别为101和102、所述第十一绕组的首尾两个端子分别为111和112、所述第十二绕组的首尾两个端子分别为121和122,将三个电机的三相绕组依电机次序和绕组相序依次首尾串联连接,即:第一绕组端子12与第四绕组端子41连接,并设连接节点为1241,第四绕组端子42与第七绕组端子71连接,并设连接节点为4271,第七绕组端子72与第十绕组端子101连接,并设连接节点为72101,第二绕组端子22与第五绕组端子51连接,并设连接节点为2251,第五绕组端子52与第八绕组端子81连接,并设连接节点为5281,第八绕组端子82与第十一绕组端子111连接,并设连接节点为82111,第三绕组端子32与第六绕组端子61连接,并设连接节点为3261,第六绕组端子62与第九绕组端子91连接,并设连接节点为6291,第九绕组端子92与第十二绕组端子121连接,并设连接节点为92121;再将所述第一绕组的端子11和第十二绕组的端子122连接,并设连接节点为A,所述第二绕组的端子21和第十绕组的端子102连接,并设连接节点为B,所述第三绕组的端子31和第十一绕组的端子112连接,并设连接节点为C,使所述第一电机的三个绕组、第二电机的三个绕组、第三电机的三个绕组和所述第四电机的三个绕组构成串联后的大三角形接法:即以A、B、C为顶点、以第一、四、七、十绕组串联支路、第二、五、八、十一绕组串联支路和第三、六、九、十二绕组串联支路为三边的等边三角形结构,所述等边三角形第一、四、七、十绕组串联支路所在边的四等分中点为1241、4271和

72101,所述等边三角形第二、五、八、十一绕组串联支路所在边的四等分中点为2251、5281和82111,所述等边三角形由第三、六、九、十二绕组串联支路所在边的三分中点为3261、

6291和92121,

所述准差速锁控制电路包括第一至第九这九个相互独立控制的开关K1~K9,所述K1~K9均为包括两个控制端的开关器件,且所述开关器件在导通状态时两个控制端接通交流电流、在截止时两个控制端切断交流电流,所述K1的两个控制端分别连接所述等边三角形的顶点A和所述顶点A的对边的四等分中点5281,使所述第一开关K1构成该边一个四分中线,所述K2的两个控制端分别连接顶点B所述顶点B的对边的四等分中点6291,使所述第二开关K2构成该边的一个四分中线,所述K3的两个控制端分别连接所述定点C和所述顶点C的对边的四等分中点4271,使所述第三开关K3构成该边的一个四分中线,同理,将K4的两个控制端分别连接顶点A和72101节点、将K5的两个控制端分别连接顶点B和82111节点、将K6的两个控制端分别连接顶点C和92121节点,将K7的两个控制端分别连接顶点B和1241节点、将K8的两个控制端分别连接顶点C和2251节点、将K9的两个控制端分别连接顶点A和3261节点;

在所述顶点A、B、C施加三相交流电源,适时控制所述开关K1~K9的接通与截止,从而实现相应的差速与准差速锁功能;

当所述K1~K9均为断开状态时,所述第一电机、第二电机/第三电机和第四电机的绕组之间均为串联关系,即第一、四、七、十绕组串联承担A-B相间电压,第二、五、八、十一绕组串联承担B-C相间电压,第三、六、九、十二绕组串联承担C-A相间电压,且在连接绕组时确保四个电机转子旋转方向符合设计要求,设四个电机均为正转,四个电机分担所述三相交流电源电压,各电机电流相等,当四电机电气参数相同、负载均衡时,各自绕组所分担电压为近似电源电压1/4,当各电机负载不均衡时,负载重的电机转速下降电感量减小、所分担的电压降低、从而功率和转速降低,负载轻的电机转速升高电感量变大、所分担的电压升高、从而功率和转速升高,此时三电机实现自动反载感电压分配的差速功能,即分担电压与电感量呈正相关、与负载呈反相关的电压-负载分配关系,①当且仅当所述K1、K2、K3分别接通时,即A-5281中线接通、B-6291中线接通、C-4271中线接通,此时串联连接的第一、四绕组作为一个整体分担了C-A相间电压,串联连接的第二、五绕组作为一个整体分担了A-B相间电压,串联连接的第三、六绕组作为一个整体分担了B-C相间电压,此时所述第一电机、第二电机的绕组构成了一个新的三角形连接关系的双电机串联体系,两电机构成串联关系,相序相差使两电机旋转方向与四个电机串联时旋转方向一致,新的三角形连接关系使第一与第二电机实现自动反载感电压分配的差速功能、所述第一电机与第二电机为差速关系;同理,第三电机和第四电机的绕组构成另一个新的三角形连接关系,相序相差使两电机旋转方向与四个电机串联时旋转方向一致,新的三角形连接关系使第三与第四电机实现自动反载感电压分配的差速功能、所述第三电机与第四电机亦为差速关系;若令第一电机和第二电机分别驱动第一轴上独立的两个轮,令第三电机和第四电机分别驱动第二轴上独立的两个轮,三个开关K1、K2、K3均为接通了所述等边三角形的三个中线构成中线差速锁,第一轴与第二轴之间相互独立控制,则实现所述第一轴与第二轴的轴间准差速锁,而第一轴内的两个轮分别由所述第一电机和第二电机实现轴内差速驱动,第二轴内的两个轮分别由所述第三电机和第四电机实现轴内差速驱动,在所述K4、K5、K6、K7、K8、K9均断开时,根据工况需要适时接通或断开三个开关K1、K2、K3,使四个电机和准差速锁控制电路构成的准差速锁控制系统实现实时轴间差速与准差速锁控制功能、兼具轴间的差速性和轴间差速锁的驱动性;

②当所述K1、K2、K3分别接通情况下,将K4、K5、K6分别接通且K7、K8、K9断开时,在所述第三电机和第四电机构成另一个新的三角形连接关系中,此时A-72101中线接通、B-82111中线接通、C-92121中线接通,所述第三电机的第七、八、九绕组分别承载C-A相间电压、A-B相间电压、C-B相间电压,所述第四电机的第十、十一、十二绕组分别承载A-B相间电压、B-C相间电压、C-A相间电压,所述第三电机和第四电机各自独立承载三相电源全压,实现准差速锁功能,且相序相差使第三和第四电机旋转方向与四个电机串联时旋转方向一致;由于所述开关K7、K8、K9均断开,使所述第一电机、第二电机仍旧处于第一、二电机绕组构成的新三角形连接关系的双电机串联体系中,相序相差使两电机旋转方向与四个电机串联时旋转方向一致,新的三角形连接关系使第一与第二电机实现自动反载感电压分配的差速功能;

若令第一电机和第二电机分别驱动第一轴上独立的两个轮,令第三电机和第四电机分别驱动第二轴上独立的两个轮,三个开关K1、K2、K3均为接通了所述等边三角形的三个中线构成中线差速锁,则实现所述第一轴与第二轴的轴间准差速锁,而第一轴内的两个轮分别由所述第一电机和第二电机实现轴内差速驱动,第二轴内的两个轮分别由所述第三电机和第四电机实现轴内准差速锁驱动,使所述第三电机和第四电机为准差速锁关系;在所述K1、K2、K3接通、K7、K8、K9断开时,根据工况需要适时接通或断开三个开关K4、K5、K6,使四个电机和准差速锁控制电路构成的准差速锁控制系统实现实时第一与第二轴的轴间差速与准差速锁控制功能、第二轴轴内准差速锁功能、第一轴轴内差速功能,兼具轴间的差速性、轴间差速锁的驱动性、第一轴轴内差速性、第二轴轴内差速锁的驱动性;

③当所述K1、K2、K3、K4、K5、K6分别接通,即在所述②的条件下,再将K7、K8、K9分别接通时,在所述第一电机和第二电机构成另一个新的三角形连接关系中,此时A-3261中线接通、B-1241中线接通、C-2251中线接通,所述第一电机的第七、八、九绕组分别承载C-A相间电压、A-B相间电压、C-B相间电压,所述第二电机的第一、二、三绕组分别承载A-B相间电压、B-C相间电压、C-A相间电压,所述第一电机和第二电机各自独立承载三相电源全压,实现准差速锁功能;若令第一电机和第二电机分别驱动第一轴上独立的两个轮,令第三电机和第四电机分别驱动第二轴上独立的两个轮,在三个开关K1、K2、K3接通了所述等边三角形的三个中线构成中线差速锁前提下,实现所述第一轴与第二轴的轴间准差速锁控制,同时,在三个开关K4、K5、K6接通了所述新的等边三角形的三个中线构成其中线差速锁前提下,实现所述第二轴的轴内准差速锁控制;同时,在三个开关K7、K8、K9接通了所述另一个新的等边三角形的三个中线构成中线差速锁前提下,实现所述第一轴的轴内准差速锁控制,而第一轴内的两个轮分别由所述第一电机和第二电机实现轴内差速驱动,第二轴内的两个轮分别由所述第三电机和第四电机实现轴内准差速锁驱动,即:在所述K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9各自分别接通时,使四个电机和准差速锁控制电路构成的准差速锁控制系统实现实时工况的第一与第二轴的轴间准差速锁控制功能、第二轴轴内准差速锁功能、第一轴轴内准差速锁功能,兼具轴间差速锁的驱动性、轴内差速锁的驱动性,本系统应用于四驱车辆时,实现准差速锁控制分轴分时四驱、提高车辆通过性。

5.根据权利要求1所述的准差速锁控制系统,其特征在于,所述准差速控制系统包括的五个三相交流电机分别为第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和第五电机,所述第一电机的三相绕组为第一、第二和第三绕组,所述第一、第二和第三绕组各自的首尾两个端子依次分别为11和12、21和22、31和32,所述第二电机的三相绕组为第四、第五和第六绕组,所述第四、第五和第六绕组各自的首尾两个端子依次分别为41和42、51和52、61和62,

所述第三电机的三相绕组为第七、第八和第九绕组,所述第七、第八和第九绕组各自的首尾两个端子依次分别为71和72、81和82、91和92,

所述第四电机的三相绕组为第十、第十一和第十二绕组,所述第十、第十一和第十二绕组各自的首尾两个端子分别为101和102、111和112、121和122,

所述第五电机的三相绕组为第十三、第十四和第十五绕组,所述第十三、第十四和第十五绕组各自的首尾两个端子分别为131和132、141和142、151和152,将所述五个电机的三相绕组依电机次序和绕组相序依次首尾串联连接,

即:所述端子12与41连接节点为1241,端子42与71连接节点为4271,端子72与101连接节点为72101,端子102与131连接节点为102131,端子22与51连接节点为2251,端子52与81节点为5281,端子82与111连接节点为82111,端子112和141连接节点为112141,端子32与61连接节点为3261,端子62与91连接节点为6291,端子92与121连接节点为92121,端子122与

151连接节点为122151;再将所述端子11和端子152连接,并设连接节点为A,所述端子21和

132连接,并设连接节点为B,所述端子31和端子142连接,并设连接节点为C,

使所述第一~第五电机各自的三个绕组构成串联后的大三角形接法:即以A、B、C为顶点、以第一、四、七、十、十三绕组串联支路、第二、五、八、十一、十四绕组串联支路和第三、六、九、十二、十五绕组串联支路为三边的等边三角形结构,所述等边三角形第一、四、七、十、十三绕组串联支路所在边的五等分中点为1241、

4271、72101和102131,所述等边三角形第二、五、八、十一、十四绕组串联支路所在边的五等分中点为2251、5281、82111和121141,所述等边三角形由第三、六、九、十二、十五绕组串联支路所在边的五等分中点为3261、6291、92121和122151,所述准差速锁控制电路包括十二个相互独立控制的开关K1~K12,所述K1~K12均为包括两个控制端的开关器件,且所述开关器件在导通状态时两个控制端接通交流电流、在截止时两个控制端切断交流电流,所述K1的控制端连接所述顶点A及其对边的五等分中点

5281,使所述第一开关K1构成该边一个五分中线,所述K2的控制端连接顶点B及其对边的五等分中点6291,使所述第二开关K2构成该边的一个五分中线,所述K3的两个控制端分别连接所述定点C和所述顶点C的对边的五等分中点4271,使所述第三开关K3构成该边的一个五分中线,同理将K4的两个控制端分别连接顶点A和102131节点、将K5的两个控制端分别连接顶点B和112141节点、将K6的两个控制端分别连接顶点C和122151节点、将K7的两个控制端分别连接顶点A和92121节点、将K8的两个控制端分别连接顶点B和72101节点、将K9的两个控制端分别连接顶点C和82111节点、将K10的两个控制端分别连接顶点A和3261节点、将K11的两个控制端分别连接顶点C和2251节点、将K12的两个控制端分别连接顶点B和1241节点;

在所述顶点A、B、C施加三相交流电源,适时控制所述开关K1~K12的接通与截止,从而实现相应的差速与准差速锁功能;

①当所述K1~K12均为断开状态时,所述五个电机的绕组之间均为串联关系,各电机电流相等,当五电机电气参数相同、负载均衡时,各自绕组所分担电压为近似电源电压1/5,当各电机负载不均衡时,负载重的电机转速下降电感量减小、所分担的电压降低、从而功率和转速降低,负载轻的电机转速升高电感量变大、所分担的电压升高、从而功率和转速升高,此时三电机实现自动反载感电压分配的差速功能,即分担电压与电感量呈正相关、与负载呈反相关的电压-负载分配关系;

②当且仅当所述开关K1、K2、K3分别接通时,所述等边三角形每条边上的五个串联的绕组各被分为两组,设所述第一和第二电机为第一组、设所述第三与第四、五电机为第二组,第一与第二组之间实现准差速锁功能、每一组内的电机转子之间实现差速功能;

③在所述②基础上,所述开关K4、K5、K6接通时,所述第二组内又分为两组,设第三和第四电机为第三组、设第五电机独立为第四组,第三与第四组间实现准差速锁功能,且所述第三组、第四组与所述第一组这三个组之间全部实现组间准差速锁功能,所述第三与第四电机之间为差速关系;

④在所述③基础上,所述开关K7、K8、K9接通时,所述第三组内又分为两组,设第三电机独立为第五组、设第四电机独立为第六组,第五与第六组间实现准差速锁功能,且所述第五组、第六组与所述第一组、第四组这四个组之间全部实现组间准差速锁功能;

⑤在所述④基础上,所述开关K10、K11、K12接通时,所述第一组内又分为两组,设第一电机独立为第七组、设第二电机独立为第八组,第七与第八组间实现准差速锁功能,且所述第七组、第八组与所述第一组、第五组、第六组这五个组相互之间全部实现组间准差速锁功能。

6.根据权利要求1所述的准差速锁控制系统,其特征在于,所述准差速控制系统包括的六个三相交流电机分别为第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机,所述第一电机的三相绕组为第一、第二和第三绕组,所述第一、第二和第三绕组各自的首尾两个端子依次分别为11和12、21和22、31和32,所述第二电机的三相绕组为第四、第五和第六绕组,所述第四、第五和第六绕组各自的首尾两个端子依次分别为41和42、51和52、61和62,

所述第三电机的三相绕组为第七、第八和第九绕组,所述第七、第八和第九绕组各自的首尾两个端子依次分别为71和72、81和82、91和92,

所述第四电机的三相绕组为第十、第十一和第十二绕组,所述第十、第十一和第十二绕组各自的首尾两个端子依次分别为101和102、111和112、121和122,所述第五电机的三相绕组为第十三、第十四和第十五绕组,所述第十三、第十四和第十五绕组各自的首尾两个端子分别为131和132、141和142、151和152,所述第六电机的三相绕组为第十六、第十七和第十八绕组,所述第十六、第十七和第十八绕组各自的首尾两个端子分别为161和162、171和172、181和182,将所述六个电机的三相绕组依电机次序和绕组相序依次首尾串联连接,

即:所述端子12与41连接节点为1241,端子42与71连接节点为4271,端子72与101连接节点为72101,端子102与131连接节点为102131,端子132与161连接节点为132161;端子22与51连接节点为2251,端子52与81节点为5281,端子82与111连接节点为82111,端子112和

141连接节点为112141,端子142和171连接节点为142171;端子32与61连接节点为3261,端子62与91连接节点为6291,端子92与121连接节点为92121,端子122与151连接节点为

122151,端子152和181连接节点为152181;再将所述端子11和端子182连接,并设连接节点为A,所述端子21和端子162连接,并设连接节点为B,所述端子31和端子172连接,并设连接节点为C,使所述第一~第六电机各自的三个绕组构成串联后的大三角形接法:即以A、B、C为顶点、以第一、四、七、十、十三、十六绕组串联支路、第二、五、八、十一、十四、十七绕组串联支路和第三、六、九、十二、十五、十八绕组串联支路为三边的等边三角形结构,所述等边三角形第一、四、七、十、十三、十六绕组串联支路所在边的六等分中点为

1241、4271、72101、102131和132161,所述等边三角形第二、五、八、十一、十四、十七绕组串联支路所在边的六等分中点为2251、5281、82111、121141和142171,所述等边三角形由第三、六、九、十二、十五、十八绕组串联支路所在边的六等分中点为3261、6291、92121、122151和152181,所述准差速锁控制电路包括十五个相互独立控制的开关K1~K15,所述K1~K15均为包括两个控制端的开关器件,且所述开关器件在导通状态时两个控制端接通交流电流、在截止时两个控制端切断交流电流,所述K1的控制端连接所述顶点A及其对边的一个六等分中点82111,使所述第一开关K1构成该边一个六分中线,所述K2的控制端连接顶点B及其对边的一个六等分中点92121,使所述第二开关K2构成该边的一个六分中线,所述K3的两个控制端分别连接所述定点C和所述顶点C的对边的六等分中点72101,使所述第三开关K3构成该边的一个六分中线,同理将K4的两个控制端分别连接顶点A和102131节点、将K5的两个控制端分别连接顶点B和112141节点、将K6的两个控制端分别连接顶点C和122151节点、将K7的两个控制端分别连接顶点A和142171节点、将K8的两个控制端分别连接顶点B和152181节点、将K9的两个控制端分别连接顶点C和132161节点、将K10的两个控制端分别连接顶点A和6291节点、将K11的两个控制端分别连接顶点B和4271节点、将K12的两个控制端分别连接顶点C和5281节点,将K13的两个控制端分别连接顶点A和2251节点、将K14的两个控制端分别连接顶点B和

3261节点、将K15的两个控制端分别连接顶点C和1241节点;

在所述顶点A、B、C施加三相交流电源,适时控制所述开关K1~K15的接通与截止,从而实现相应的差速与准差速锁功能;

①当所述K1~K15均为断开状态时,所述六个电机的绕组之间均为串联关系,各电机电流相等,当六电机电气参数相同、负载均衡时,各自绕组所分担电压为近似电源电压1/6,当各电机负载不均衡时,负载重的电机转速下降电感量减小、所分担的电压降低、从而功率和转速降低,负载轻的电机转速升高电感量变大、所分担的电压升高、从而功率和转速升高,此时电机之间实现自动反载感电压分配的差速功能,即分担电压与电感量呈正相关、与负载呈反相关的电压-负载分配关系;

②当且仅当所述开关K1、K2、K3分别接通时,所述等边三角形每条边上的六个串联的绕组各被分为两组,设所述第一、二、三电机为第一组,所述第四、五、六电机为第二组,第一组与第二组之间实现准差速锁功能、每一组内的电机转子之间实现差速功能;

③在所述②基础上,所述开关K4、K5、K6接通时,所述第二组内又分为两组,设第四电机独立为第三组、第五和第六电机为第四组,第三与第四组间实现准差速锁功能,且所述第三组、第四组与所述第一组这三个组之间全部实现组间准差速锁功能;

④在所述③基础上,所述开关K7、K8、K9接通时,所述第四组内又分为两组,设第五电机独立为第五组、第六电机独立为第六组,第五组与第六组间实现准差速锁功能,且所述第五组、第六组与所述第一组、第三组这四个组之间全部实现组间准差速锁功能;

⑤在所述④基础上,所述开关K10、K11、K12接通时,所述第一组内又分为两组,设第三电机独立为第七组、第一和二电机为第八组,第七与第八组间实现准差速锁功能,且所述第七组、第八组与第三组、第五组、第六组这五个组之间全部实现组间准差速锁功能;

⑥在所述⑤基础上,所述开关K13、K14、K15接通时,所述第八组内又分为两组,设第一电机独立为第九组、第二电机独立为第十组,第九、十组间实现准差速锁功能,且第九组、第十组与第三、第五、第六、第七组这六个组之间全部实现组间准差速锁功能。

7.一种准差速锁控制系统,其特征在于,包括单体交流差速锁电机和准差速锁控制电路,所述单体交流差速锁电机包括两个参数一致的第一定子和第二定子、两个参数一致的第一转子和第二转子,所述第一转子轴向的一端和第二转子轴向的一端同轴靠近布置,且所述第一转子和第二转子之间采用轴承接触或轴承连接,所述第一定子和第二定子同轴装配于一个壳体内,所述第一定子的铁芯与所述第一转子的铁芯在径向相对,所述第二定子的铁芯与所述第二转子的铁芯在径向相对,两个端盖分别安装于所述壳体的轴向两端,所述第一转子和所述第二转子的非接触端的转子轴分别从所述两个端盖的中央轴孔穿出,且所述转子轴与所述轴孔之间配置有轴承支撑,使所述第一定子和第二定子、所述第一转子和第二转子共同安装于一个单体外壳内,且使所述第一转子和第二转子相对于所述外壳允许自由运转、所述第一转子和所述第二转子之间允许相对自由运转;

所述第一定子和第二定子均具有参数一致的定子铁心和参数一致的定子绕组,所述第一定子和第二定子的定子绕组均为三相绕组,所述第一定子和第二定子的绕组接法与权利要求2所述的第一电机和第二电机定子绕组接法相同,即:所述第一定子的三相绕组为第一绕组、第二绕组和第三绕组,所述第一绕组的首尾两个端子分别为11和12、所述第二绕组的首尾两个端子分别为21和22、所述第三绕组的首尾两个端子分别为31和32;所述第二定子的三相绕组为第四绕组、第五绕组和第六绕组,所述第四绕组的首尾两个端子分别为41和

42、所述第五绕组的首尾两个端子分别为51和52、所述第六绕组的首尾两个端子分别为61和62,将两个定子的三相绕组依定子次序和绕组相序依次首尾串联连接,

即:第一绕组端子12与第四绕组端子41连接,并设连接节点为Z,第二绕组端子22与第五绕组端子51连接,并设连接节点为X,第三绕组端子32与第六绕组端子61连接,并设连接节点为Y;再将所述第一绕组的端子11和第六绕组的端子62连接,并设连接节点为A,所述第二绕组的端子21和第四绕组的端子42连接,并设连接节点为B,所述第三绕组的端子31和第五绕组的端子52连接,并设连接节点为C,使所述第一定子的三个绕组和所述第二定子的三个绕组构成第一种串联形式的大三角形接法:即以A、B、C为顶点,以第一和第四绕组串联支路为一条边、以第二和第五绕组串联支路为一条边、以第三和第六绕组串联支路为一条边,由这三条边组成等边三角形结构,或使所述第一定子的三个绕组和第二定子的三个绕组构成第二种串联形式的大三角形接法:即以X、Y、Z为顶点,以第五和第三绕组串联支路为一条边、以第六和第一绕组串联支路为一条边、以第四和第二绕组串联支路为一条边,由这三条边组成等边三角形结构,当采取所述第一种串联形式的三角形接法时,所述第一、四绕组串联支路所在边的二等分中点为Z、所述第二、五绕组串联支路所在边的二等分中点为X、所述第三、六绕组串联支路所在边的二等分中点为Y,所述准差速锁控制电路包括三个控制开关,即第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3,所述K1的两个控制端分别连接所述等边三角形的顶点A和所述顶点A对边的二等分中点X,使所述开关K1构成该边二分中线,所述K2的两个控制端分别连接顶点B和所述顶点B对边的二等分中点Y,使所述开关K2构成该边二分中线,所述K3的两个控制端分别连接定点C和所述顶点C对边的二等分中点Z,使所述第三开关K3构成该边二分中线;

在所述顶点A、B、C施加三相交流电源,适时控制所述开关K1~K3的接通与截止,从而实现相应的差速与准差速锁功能;

当所述K1、K2、K3均为断开状态时,所述第一定子和第二定子的绕组之间为串联关系,即第一、四绕组串联承担A-B相间电压,第二、五绕组串联承担B-C相间电压,第三、六绕组串联承担C-A相间电压,且在连接绕组时确保第一转子和第二转子旋转方向符合设计要求,设两转子均为正转,两定子对应相绕组分担所述三相交流电源电压,两绕组对应相电流相等,当两转子负载均衡时,两定子对应相绕组各自所分担电压为近似电源电压一半,当两转子负载不均衡时,负载重的转子转速下降随之对应的定子绕组电感量减小、所述定子绕组所分担的电压降低、从而所述转子功率和转速降低,负载轻的转子转速升高随之对应的定子绕组电感量变大、所述定子绕组所分担的电压升高、从而所述转子功率和转速升高,此时两转子输出轴之间实现自动反载感电压分配的差速功能,即不同转子对应的定子绕组分担电压与该绕组电感量呈正相关、与该转子的负载呈反相关的电压-负载分配关系,当所述开关K1、K2、K3均为接通时,即A-X中线接通、B-Y中线接通、C-Z中线接通,所述第一定子的第一、二、三绕组分别承载A-C相间电压、B-A相间电压、C-B相间电压,所述第二定子的第四、五、六绕组分别承载C-B相间电压、A-C相间电压、B-A相间电压,两定子对应相绕组构成并联关系,相序相差使两转子旋转方向与串联时旋转方向一致,两定子绕组均独立承担三相交流电压、两转子转矩相互独立,两转子输出轴之间实现准差速锁功能,即三个开关K1、K2、K3均为接通了所述等边三角形的三个中线构成中线差速锁,两转子之间失去反载感电压分配的差速功能,根据工况需要适时接通或断开三个开关K1、K2、K3,使所述单体交流差速锁电机和所述准差速锁控制电路构成的准差速锁控制系统实现差速与准差速锁控制功能、兼具差速性和差速锁的驱动性;

当采取所述第二种串联形式的三角形接法时,所述等边三角形的顶点为X、Y、Z,所述等边三角形三边的二等分中点分别为A、B、C,在所述顶点X、Y、Z和相应的对边中点设置准差速锁控制电路的三个控制的开关电路时,两定子和所述准差速锁控制电路构成的准差速锁控制系统实现如所述第一种串联形式同样的差速与准差速锁控制功能、兼具差速性和差速锁的驱动性。

8.一种差速率控制系统,包括权利要求7所述的准差速锁控制系统,其特征在于,所述三个控制开关K1、K2和K3还分别具有各自的信号输入端,所述准差速锁控制电路还包括导通率调制电路,所述导通率调制电路具有三个信号输出端与所述开关K1、K2和K3的信号输入端相对应,所述导通率调制电路的三个输出端分别与所述开关K1、K2和K3的信号输入端连接,用于通过所述导通率调制电路分别控制所述三个开关K1、K2和K3各自两个控制端的导通率Cy,所述导通率Cy为三个开关K1、K2和K3中任一开关的导通时间Ton与导通周期T的比值,所述导通周期T为所述开关的导通时间Ton与截止时间Toff之和,即Cy=Ton/(Ton+Toff),当导通率Cy=0时,所述三个开关K1、K2和K3均截止,互为差速关系的两个转子输出轴之间没有锁止关系,所述两个转子输出轴之间的转速允许实现从完全等速到完全差速;

令互为差速关系的两个转子的输出轴之间的差速率为:(高速轴速VH-低速轴速VL)/(高速轴速VH),令所述差速率的符号为γ,即:γ=(VH-VL)/(VH);

当所述导通率Cy=0时,

在三个开关K1、K2和K3均截止的可差速状态,两转子输出轴之间的差速率在[0~1]之间变化,即γ∈[0~1],

当完全等速即无差速时,两转子输出轴转速Sp1=Sp2,VH=VL,差速率γ=(VH-VL)/(VH)=0,差速率最小,此工况出现在各电机参数相同且负荷相同时,当完全差速时,两转子输出轴转速|Sp1|>0而Sp2=0或Sp1=0而|Sp2|>0,VL=0,差速率γ=(VH-VL)/(VH)=1,差速率大最大,即一个转子停转、一个转子运转,当两转子输出轴处于不完全差速时,|Sp1|≠|Sp2|且|Sp1|>0同时|Sp2|>0,VH>VL,差速率γ=(VH-VL)/(VH),γ∈(0~1),差速率为处于0-1之间的小数;

当所述导通率Cy=1时,

两转子输出轴实现准差速锁驱动,两转子阻力均衡时,两转子输出轴转速相同,VH=VL,差速率γ=(VH-VL)/(VH)=0,差速率最小,实现准差速锁,

当所述导通率Cy满足关系式1>Cy>0时,

在两转子受到的阻力均衡时,两转子输出轴转速相同,VH=VL,差速率γ=(VH-VL)/(VH)=0,差速率最小;

在两转子受到的阻力不均衡时,两输出轴转速不同,设VH>VL,差速率γ=(VH-VL)/(VH),γ∈(0~1),差速率为处于0-1之间的小数,如导通率Cy从0到1递增时,差速率则由1向0递减,如导通率Cy从1到0递减时,差速率则由0向1递增,依据工况和控制目标通过调整所述导通率Cy来实现差速率γ的管控,使不同转子输出轴之间差速率得到控制,使得所述差速锁控制系统和差速率控制系统的差速性和差速锁的驱动性得以动态实时跟踪与灵活控制,用于面对较为复杂的负荷工况。

9.一种差速率控制系统,包括权利要求1所述的准差速锁控制系统,其特征在于,所述三个控制开关Ka、Kb和Kc还分别具有各自的信号输入端,所述准差速锁控制电路还包括导通率调制电路,所述导通率调制电路具有三个信号输出端与所述开关Ka、Kb和Kc的信号输入端相对应,所述导通率调制电路的三个输出端分别与所述开关Ka、Kb和Kc的信号输入端连接,用于通过所述导通率调制电路分别控制所述三个开关Ka、Kb和Kc各自两个控制端的导通率Cy,所述导通率Cy为三个开关Ka、Kb、Kc中任一开关的导通时间Ton与导通周期T的比值,所述导通周期T为所述开关的导通时间Ton与截止时间Toff之和,即Cy=Ton/(Ton+Toff),当导通率Cy=0时,所述三个开关Ka、Kb和Kc均截止,互为差速关系的两个电机输出轴之间没有锁止关系,所述两个电机输出轴之间的转速允许实现从完全等速到完全差速;

在所述准差速锁控制系统中的不同电机之间,令互为差速关系的两个电机的输出轴之间的差速率为:(高速轴速VH-低速轴速VL)/(高速轴速VH),令所述差速率的符号为γ,即:γ=(VH-VL)/(VH);

当所述导通率Cy=0时,

在三个开关Ka、Kb和Kc均截止的可差速状态,电机输出轴之间的差速率在[0~1]之间变化,即γ∈[0~1],

当完全等速即无差速时,不同电机的输出轴转速Sp1=Sp2,VH=VL,差速率γ=(VH-VL)/(VH)=0,差速率最小,此工况出现在各电机参数相同且负荷相同时,当完全差速时,电机的输出轴转速|Sp1|>0而Sp2=0或Sp1=0而|Sp2|>0,VL=0,差速率γ=(VH-VL)/(VH)=1,差速率大最大,即一个电机停转、一个电机运转,当电机输出轴处于不完全差速时,|Sp1|≠|Sp2|且|Sp1|>0同时|Sp2|>0,VH>VL,差速率γ=(VH-VL)/(VH),γ∈(0~1),差速率为处于0-1之间的小数;

当所述导通率Cy=1时,

不同电机的输出轴实现准差速锁驱动,电机参数相同且阻力均衡时,电机输出轴转速相同,VH=VL,差速率γ=(VH-VL)/(VH)=0,差速率最小,实现准差速锁,当所述导通率Cy满足关系式1>Cy>0时,

在电机参数相同且阻力均衡时,电机输出轴转速相同,VH=VL,差速率γ=(VH-VL)/(VH)=0,差速率最小;

在电机参数相同但阻力不均衡时,电机输出轴转速不同,设VH>VL,差速率γ=(VH-VL)/(VH),γ∈(0~1),差速率为处于0-1之间的小数,如导通率Cy从0到1递增时,差速率则由1向0递减,如导通率Cy从1到0递减时,差速率则由0向1递增,依据工况和控制目标通过调整所述导通率Cy来实现差速率γ的管控,使不同电机输出轴之间差速率得到控制,使得所述差速锁控制系统和差速率控制系统的差速性和差速锁的驱动性得以动态实时跟踪与灵活控制,用于面对较为复杂的负荷工况;

当所述准差速锁控制系统的控制开关个数为q且q>3时,即除所述开关Ka、Kb和Kc之外,所述准差速锁控制系统还具有(q-3)个控制开关,所述(q-3)控制开关分别还具有各自信号输入端,所述导通率调制电路还具有(q-3)个信号输出端,所述(q-3)个信号输出端分别与所述(q-3)控制开关的信号输入端相对应连接,用于通过所述导通率调制电路分别控制所述(q-3)个控制开关的导通率Cy,使不同电机输出轴之间差速率得到控制,使得所述差速锁控制系统和差速率控制系统的差速性和差速锁的驱动性得以动态实时跟踪与灵活控制,用于面对较为复杂的负荷工况。

10.一种差速率控制方法,应用于权利要求9所述的差速率控制系统,其特征在于,包括如下步骤,

S1:在具有n个电机的差速率控制系统中,分别在第一至第n电机的输出轴设置转速传感器,实时采集所述差速率控制系统中互为差速关系和互为差速锁关系的不同电机输出轴转速信号Sp1~Spn、同时采集加减速指令信号VTA,S2:将步骤1所述的信号Sp1~Spn、VTA输入给一电子控制单元ECM,

S3:所述电子控制单元ECM将步骤1所述的信号Sp1~Spn、VTA进行处理和运算,通过所述γ=(VH-VL)/(VH)计算获取当前工况的差速率γ,将所述差速率γ与所述电子控制单元ECM内存的差速率γ脉谱图进行比较和运算获得差速率调整数据,根据所述差速率调整数据计算当前导通率调整数据Cy,所述差速率γ脉谱图为通过工程试验获取的差速率γ的动态控制模型数据,S4:所述电子控制单元ECM输出导通率控制指令给所述导通率调制电路,

S5:所述导通率调制电路实时控制所述差速率控制系统中的控制开关的导通率Cy,进而实现差速率γ的优化控制。

11.一种差速率控制方法,应用于权利要求9所述的差速率控制系统,其特征在于,包括如下步骤,

S1:在具有n个电机的差速率控制系统中,分别在第一至第n电机的输出轴设置转速传感器,实时采集所述差速率控制系统中互为差速关系和互为差速锁关系的不同电机输出轴转速信号Sp1~Spn、同时采集启动信号Sta1和转向信号Str1,所述启动信号Sta1为使所述差速率控制系统的电机投入启动运行的控制指令信号,所述转向信号Str1为使所述差速率控制系统的不同电机产生转速差异的控制指令信号,S2:将步骤1所述的信号Sta1、Str1、Sp1~Spn输入给一电子控制单元ECM,

S3:所述电子控制单元ECM将步骤1所述的信号Sta1、Str1、Sp1~Spn进行处理和运算,并与内存的差速率目标值γ脉谱图进行比较和运算,通过计算获取当前工况的差速率γ,将所获取的差速率γ与所述电子控制单元ECM内存的差速率γ脉谱图进行比较和运算获得差速率调整数据,根据所述差速率调整数据计算当前导通率调整数据Cy,所述差速率γ脉谱图为通过工程试验获取的差速率γ的动态控制模型数据,S4:所述电子控制单元ECM输出导通率控制指令给所述导通率调制电路,

S5:所述导通率调制电路控制所述差速率控制系统中的控制开关的导通率Cy,进而实现转向或启动时差速率γ的优化控制。

12.一种差速率控制方法,应用于权利要求9所述的差速率控制系统,其特征在于,包括如下步骤,

S1:在具有n个电机的差速率控制系统中,分别在第一至第n电机的输出轴设置转速传感器,实时采集所述差速率控制系统中互为差速关系的编号为f、t的不同电机输出轴转速信号Spf~Spt,其中f∈[1~n]、p∈[1~n],S2:将步骤1所述的信号Spf~Spt输入给一电子控制单元ECM,

S3:所述电子控制单元ECM将步骤1所述的信号Spf~Spt进行处理和运算,判别是否存在输出轴打滑:在所述Spf~Spt信号数据组监视过程中,选取所述信号数据组转速最高的信号数据Spmax与转速最低的信号数据Spmin进行比较,若转速最高的信号数据Spmax与转速最低的信号数据Spmin之差小于允许值Lims1,即Spmax-Spmin<Lims1时,则判定信号数据Spmax与Spmin所在电机不存在驱动打滑;若转速最高的信号数据Spmax与转速最低的信号数据Spmin之差超出允许值Lims1,即Spmax-Spmin>Lims1时,则判定信号数据Spmax所在电机输出轴存在驱动打滑,所述电子控制单元ECM计算当前Spmax所在电机的滑转率δ,所述δ=[(Spmax-Spmin)/Spmin]×100%且所述Spmin>0,并进一步计算当前滑转率所对应的差速率当量,将所述差速率当量与对应于内存的差速率目标值γ脉谱图进行比较和运算获得差速率调整数据,根据所述差速率调整数据计算当前导通率调整数据Cy,所述差速率γ脉谱图为通过工程试验获取的差速率γ的动态控制模型数据,S4:所述电子控制单元ECM输出导通率控制指令给所述导通率调制电路,

S5:所述导通率调制电路控制所述差速率控制系统中的控制开关的导通率Cy,进而实现输出轴打滑时的差速率γ优化控制。

13.一种差速率控制方法,应用于权利要求8或9所述的差速率控制系统,其特征在于,包括,在为所述差速率控制系统供电的三相交流电源系统中,配置如下电压调制方法:当所述差速率控制系统处于导通率Cy=0时的可差速驱动状态时,所述差速率控制系统的顶点A、B、C所接通的三相交流电源采用第一电压值,

当所述差速率控制系统处于导通率Cy=1时的准差速锁驱动状态时,所述差速率控制系统的顶点A、B、C所接通的三相交流电源采用第二电压值,

当所述差速率控制系统处于导通率Cy满足1>Cy>0关系的可变差速率驱动状态时,所述差速率控制系统的顶点A、B、C所接通的三相交流电源采用第三电压值,

设所述顶点A、B、C所接通的三相交流电源电压值为E,则E=f(Cy,γ),即依据差速率γ控制目标调整所述导通率Cy时,调整所述三相交流电源电压值E使其跟踪导通率Cy的变化,来实现不同电机或不同转子输出轴之间差速率调控和转矩响应,使得所述差速锁控制系统和差速率控制系统的差速性和差速锁的驱动性得以优化控制,用于面对较为复杂的负荷工况;

在进行上述导通率满足Cy=0或Cy=1或1>Cy>0关系的差速率控制的同时,监测所述差速率控制系统的电机电流Ir,当电流Ir超过允许值Im时调整所述导通率Cy或调整所述三相交流电源电压值E,使系统中安全运行。

14.一种汽车,其特征在于,包括权利要求1~7中任一项所述的准差速锁控制系统,或包括权利要求8所述的差速率控制系统,或包括权利要求9所述的差速率控制系统,或包括采用权利要求10~12中任一项所述的差速率控制方法。