具有隔离式绕组的6N/4N极三相电励磁双凸极电机制造技术

本发明专利技术公开了具有隔离式绕组的6N/4N极三相电励磁双凸极电机，包括定子、转子、电枢绕组和励磁绕组，定子、转子同轴设置且均为凸极结构，定子包围在转子外侧，定子包括定子极和定子槽，定子槽设于相邻定子极之间；定子极上每隔一个定子极缠绕所述电枢绕组和励磁绕组；定子极的数量为6N个，转子极的数量为4N个，N为正整数。三相所述电枢绕组的同相正向相连，形成方向相同的磁通，缠绕于不同定子极的不同相绕组磁通方向相同。本发明专利技术的电机结构简单新颖，具有各相出力相同、相间互感小、损耗低、可靠性高等优点，在航空、航天、家用电器等方面具有良好的应用前景。好的应用前景。好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
具有隔离式绕组的6N/4N极三相电励磁双凸极电机


[0001]本专利技术涉及双凸极电机领域，具体为具有隔离式绕组的6N/4N极三相电励磁双凸极电机。

技术介绍

[0002]我国是一个能源消耗大国，电机效率的提高对节能意义重大，因此变磁阻类电机应运而生。变磁阻电机包括单边凸极电机和双边凸极电机，双凸极电机作为变磁阻类电机的一种，电机定子极上绕有电枢绕组，电机转子上没有永磁磁钢和励磁绕组，转子由硅钢片叠压而成，遵循“磁阻路径最小”的原则产生电磁力矩，具有简单可靠、转矩电流比大、调节速度性能好等的优势。
[0003]与传统电机相比，电励磁双凸极电机具备交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便等优点，同时具备直流电机运行效率高、调速性能好的优点。电励磁双凸极电机作为发电机运行时，可以通过调节励磁电流来改变输出电压，可实现故障灭磁，作为电动机运行时，调速性能好，在国民经济的各个领域具有广阔的应用前景。但电励磁双凸极电机具有极强的非线性，这会导致其输出转矩脉动较大。传统的6N/4N极双凸极电励磁电机的定子极一般采用平行齿结构，励磁绕组绕制在双凸极电机的多个定子极上，存在相磁路不对称的问题，这会增加电机整流输出电压的脉动和输出转矩脉动。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足，本专利技术结合电励磁双凸极电机本体结构的特点，公开了具有隔离式绕组的6N/4N极三相电励磁双凸极电机，以解决相磁链不对称造成的出力不均的问题，同时实现绕组之间的物理隔离，减少绕组间互感的同时减少了损耗，避免各相之间的匝间短路，提高电机的可靠性。
[0005]本专利技术的技术方案如下：一种具有隔离式绕组的6N/4N极三相电励磁双凸极电机，包括定子、转子、电枢绕组和励磁绕组，定子、转子同轴设置且均为凸极结构，定子包围在所述转子外侧，定子包括定子极和定子槽，定子槽设于相邻定子极之间；定子极上每隔一个定子极缠绕所述电枢绕组和励磁绕组；定子极的数量为6N个，转子极的数量为4N个，N为整数且N≥1；三相所述电枢绕组的同相正向相连，形成方向相同的磁通，缠绕于不同定子极的不同相绕组磁通方向相同。
[0006]作为优选，双凸极电机包括空心圆柱状定子轭，所述定子极均匀分布于定子轭内圆周。
[0007]作为优选，有电枢绕组和励磁绕组缠绕的定子极为有绕组定子极，无电枢绕组和励磁绕组缠绕的定子极为无绕组定子极，该有绕组定子极和无绕组定子极交替分布，有绕组定子极个数为定子极总数的一半。
[0008]作为优选，有绕组定子极上励磁绕组和电枢绕组均为集中式绕组；无绕组定子极上没有绕组，仅做磁链通路。
[0009]作为优选，有绕组定子极和无绕组定子极材料、大小和形状相同。
[0010]作为优选，每个有绕组定子极上励磁绕组和电枢绕组绕制方向分别相同。
[0011]有益效果：（1）本专利技术公开的三相电励磁双凸极电机的励磁绕组和电枢绕组集中绕制在定子极上，电枢绕组三相磁链对称，出力相同；（2）本专利技术公开的三相电励磁双凸极电机中有绕组定子极与无绕组定子极交替分布，实现了各相的物理隔离，减小各相绕组之间的互感；（3）本专利技术公开的三相电励磁双凸极电机有绕组定子极与无绕组定子极交替分布避免了相间匝间短路，提高了电机可靠性；（4）本专利技术公开的三相电励磁双凸极电机的有绕组定子极可放置绕组槽面积增加，可增加绕组线径，减小铜损；（5）本专利技术公开的三相电励磁双凸极电机的励磁绕组和电枢绕组绕制方向分别相同，线圈绕制简单。
附图说明
[0012]图1为本专利技术一个实施例的具有隔离式绕组的12/8极电励磁双凸极电机的结构示意图；图2为本专利技术一个实施例的电机空载工作时磁力线分布图；图3为本专利技术一个实施例的电机空载工作时三相磁链仿真图；图4为本专利技术一个实施例的电机空载工作时三相反电势仿真图；图5为本专利技术一个实施例的电机三相电动势矢量图；图6为本专利技术一个实施例的电机全桥整流电路图；图7为本专利技术一个实施例的电机空载工作时整流输出电压仿真图。
[0013]附图标记：1
‑
定子，2
‑
转子，3
‑
定子极，4
‑
转子极，5
‑
励磁绕组，6
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电枢绕组，7
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定子轭，8
‑
转子轭。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]如图1所示，具有隔离式绕组的6N/4N极三相电励磁双凸极电机，包括定子1、转子2、励磁绕组5和电枢绕组6，双凸极电机定转子均为凸极结构，定子1包围在转子2外侧，定子1包括空心圆柱状定子轭7以及在定子轭7上均匀分布的定子极3，定子极3数目为6N个，转子2包括圆柱状转子轭8和在转子轭8均匀分布的转子极4，转子极4数目为4N个，其中N为正整数。定子1上交替分布有定子极3和定子槽，定子极3包括有绕组定子极和无绕组定子极，有绕组定子极上集中绕有电枢绕组5和励磁绕组6，无绕组定子极上不绕绕组，仅提供磁通路。有绕组定子极和无绕组定子极交替分布，有绕组定子极个数为定子极总数的一半，以实现绕组间的物理隔离，避免各相之间的匝间短路，提高电机可靠性。同时还减小了绕组间互
感。三相电枢绕组的同相正向连接，形成方向相同的磁通，缠绕于不同定子极的不同相绕组磁通方向相同。
[0016]本专利技术可以通过改变N的取值使定转子数目灵活变化，以此来满足不同工作场合的需求，本实施例取N=2以一台具有隔离式绕组的12/8极三相电励磁双凸极电机为例对本专利技术进行详细说明。
[0017]如图1所示为N取2时的具有隔离式绕组的12/8极三相电励磁双凸极电机结构示意图，该电机定转子极均为双凸极结构，定子极数为12，转子极数为8。定子极3序号为
①③⑤⑦⑨⑪
上集中绕有励磁绕组5和电枢绕组6，其中励磁绕组5在每个有绕组定子极上集中绕制方向相同，即每个励磁绕组5在同定子极电枢绕组中产生的磁通方向相同，电枢绕组6在有绕组定子极上集中绕制后按定子极序号为
①‑③‑⑤‑⑦‑⑨‑⑪
的顺序串联，且当励磁绕组5中通入直流电流时为电机提供磁场。对电枢绕组6，定子极序号为
①⑦
上的电枢绕组6正向串联构成电机的A相，定子极序号为
③⑨
上的电枢绕组6正向串联构成电机的B相，定子极序号为
⑤⑪
上的电枢绕组正向串联构成电机的C相；定子极序号为
②④⑥⑧⑩⑫
的定子极上无绕组，仅提供磁通路。每两个有绕组定子极之间相隔一个无绕组定子极。三相电枢绕组连接相序按逆时针方向为C
‑
A
‑
B。规定定子
①
与转子正对时为该电机初始位置。当A相定子极与转子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有隔离式绕组的6N/4N极三相电励磁双凸极电机，包括定子、转子、电枢绕组和励磁绕组，其特征在于：所述定子、转子同轴设置且均为凸极结构，定子包围在所述转子外侧，所述定子包括定子极和定子槽，定子槽设于相邻定子极之间；定子极上每隔一个定子极缠绕所述电枢绕组和励磁绕组；定子极的数量为6N个，转子极的数量为4N个，N为整数且N≥1；三相所述电枢绕组的同相正向相连，形成方向相同的磁通，缠绕于不同定子极的不同相绕组磁通方向相同。2.根据权利要求1所述的具有隔离式绕组的6N/4N极三相电励磁双凸极电机，其特征在于：所述双凸极电机包括空心圆柱状定子轭，所述定子极均匀分布于定子轭内圆周。3.根据权利要求2所述的具有隔离式绕组的6N/4N极三相电励磁双凸极电机，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆俊杰，孟小利，郭龙建，唐文财，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：