一种磁阻型混合磁路无刷双馈电机制造技术

本发明专利技术公开了一种磁阻型混合磁路无刷双馈电机，其中磁阻转子同轴设置在定子铁心内部，转轴穿过定子铁心与磁阻转子；定子铁心两侧分别设置左端盖铁心和右端盖铁心，左端盖铁心、右端盖铁心与转轴之间分别通过轴承连接。本发明专利技术的磁阻型混合磁路无刷双馈电机采用一套功率绕组和两套控制绕组，其中功率绕组位于定子上，控制绕组分别位于电机的左、右两个端盖内，这样可减小功率绕组和控制绕组的直接耦合，避免了绕组在放置位置上的冲突，同时便于嵌线和绝缘结构的设计，同采用一套控制绕组的无刷双馈电机相比，电机的一套控制绕组的容量仅为所需容量的一半，且当其中一套控制绕组发生故障的情况下仍可以短时间运行，提高了电机的可靠性和容错能力。的可靠性和容错能力。的可靠性和容错能力。

【技术实现步骤摘要】
一种磁阻型混合磁路无刷双馈电机


[0001]本专利技术属于电机领域，具体涉及一种磁阻型混合磁路无刷双馈电机。

技术介绍

[0002]能源危机和环境污染是当今世界的两大难题。风能作为一种洁净可再生能源，在目前新能源发电市场中占据重要的位置。随着风力发电的快速发展，对风力发电系统的体积、重量、效率等技术指标提出了更高的要求。目前，广泛应用于风力发电的发电机组主要分为三种：鼠笼型异步发电机组、双馈风力发电机组以及永磁直驱风力发电机组。其中，鼠笼型异步发电机和永磁直驱发电机无法实现变速恒频恒压发电，同时需要全功率的功率变换器，成本较高。双馈风力发电机虽可以实现变速恒频恒压发电，且电机转子侧的功率变换器只需提供转差功率，仅为发电机额定功率的20％
‑
30％，极大的降低了成本，然而电刷的存在，限制了单台发电机的容量，同时也降低了电机可靠性。源于两台感应电机的串级连接，发展出一种磁场调制式无刷双馈电机。该电机定子上绕制有两套绕组，两套绕组利用磁阻式转子间接耦合，由于两套绕组共用一个定子铁心，增大了绝缘设计的难度，且易造成电机定子铁心饱和，不利于推广。为了克服上述问题，各专家在电机结构的设计工作上做了大量的研究改进，并取得了一系列成果。
[0003]专利技术专利(CN106026578A)提出一种基于磁场调制效应的磁阻式无刷双馈电机，该电机包括内、外两个定子和一个磁阻型转子，三者由内向外同心排列，且内、外定子上绕组的等效极对数之和等于中间转子上的调磁块数，两套绕组利用转子上的调磁块间接耦合，避免了两套绕组共用一个定子铁心，导致定子铁心饱和的问题。然而，该电机中间转子由导磁铁块和非导磁材料粘合而成，相比于传统的磁阻转子，降低了电机的机械强度，同时也增加了电机制造的难度。
[0004]专利技术专利(CN106451970A)提出一种采用磁阻转子的双定子四电气端口无刷双馈电机，该电机包括内、外两个定子和一个杯形磁阻转子。内、外定子上均放置两套绕组，分别为功率绕组和控制绕组，且外功率绕组和内功率绕组布置方式相同，外控制绕组和内控制绕组布置方式相同。其中，外功率绕组和内控制绕组为一工作组，外控制绕组和内功率绕组为一工作组，两工作组的容量之和为电机的总容量，且两个工作组的容量可以任意分配，当其中一个工作组出现故障时，另一个工作组可正常工作，提高了电机的可靠性和容错能力。然而，该电机转子为导磁块和非导磁块组成，降低了电机的机械强度，同时对电机的生产工艺具有一定的要求。此外，该电机内、外定子上均放置两套绕组，两套绕组共用一个定子铁心，易造成定子铁心饱和，且放置空间上存在冲突。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种磁阻型混合磁路无刷双馈电机，不仅能够避免绕组放置空间上的冲突，提高了空间利用率，同时利用磁阻转子实现电机轴向磁通和径向磁通的耦合。
[0006]实现本专利技术目的的具体技术方案为：
[0007]一种磁阻型混合磁路无刷双馈电机，包括定子铁心、左端盖铁心、右端盖铁心、磁阻转子、转轴和轴承；
[0008]所述磁阻转子同轴设置在定子铁心内部，转轴穿过定子铁心与磁阻转子；定子铁心两侧分别设置左端盖铁心和右端盖铁心，左端盖铁心、右端盖铁心与转轴之间分别通过轴承连接。
[0009]进一步的，所述定子铁心和磁阻转子之间设置气隙，左端盖铁心与磁阻转子之间、右端盖铁心与磁阻转子之间均设置气隙。
[0010]进一步的，所述定子铁心包括定子轭、定子齿、定子槽；
[0011]所述多个定子齿设置在定子轭上，相邻的定子齿之间设置定子槽，定子槽内设置功率绕组。
[0012]进一步的，所述磁阻转子包括调磁铁块和非导磁材料；
[0013]所述多个调磁铁块和多个非导磁材料间隔排列，依次固定在转轴上，和转轴同步旋转。
[0014]进一步的，所述磁阻转子的直径与周长之比为1：1。
[0015]进一步的，所述左端盖铁心包括左端盖齿、左端盖轭、左端盖槽、左端盖内部空间和左端盖外部空间；
[0016]所述左端盖铁心面向磁阻转子的一侧设置左端盖轭，左端盖轭上均匀设置左端盖齿，左端盖齿之间设置左端盖槽；
[0017]所述左端盖齿至左端盖铁心的边缘留有左端盖内部空间和左端盖外部空间；
[0018]所述右端盖铁心包括右端盖齿、右端盖轭、右端盖槽、右端盖内部空间和右端盖外部空间；
[0019]所述右端盖铁心面向磁阻转子的一侧设置右端盖轭，右端盖轭上均匀设置右端盖齿，右端盖齿之间设置右端盖槽；
[0020]所述右端盖齿至右端盖铁心的边缘留有右端盖内部空间和右端盖外部空间。
[0021]进一步的，所述左端盖齿上缠绕第一控制绕组，右端盖齿上缠绕第二控制绕组；
[0022]所述第一控制绕组和第二控制绕组的绕制方式一致。
[0023]进一步的，所述第一控制绕组和第二控制绕组的极对数为P
r
，功率绕组的极对数为P
s
，磁阻转子的极对数为N
st
，则：
[0024]N
st
＝P
s
+P
r
。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0026](1)本专利技术的磁阻型混合磁路无刷双馈电机采用一套功率绕组和两套控制绕组，其中功率绕组位于定子上，控制绕组分别位于电机的左、右两个端盖内，这样可减小功率绕组和控制绕组的直接耦合，避免了绕组在放置位置上的冲突，同时便于嵌线和绝缘结构的设计，此外，提高了电机内部空间的利用率，有利于电机功率密度的提高；
[0027](2)本专利技术的电机转子由调磁铁块和非导磁材料组成，和转轴固定在一起，和转轴同步旋转，相比于中间转子结构，强度高且易于制造，保证了电机的机械强度，提高了电机的可靠性，有利于电机应用于不同的场合；
[0028](3)本专利技术采用两套控制绕组，同采用一套控制绕组的无刷双馈电机相比，同等容
量下，本专利技术电机的一套控制绕组的容量仅为所需容量的一半，且当其中一套控制绕组发生故障，在一套功率绕组和一套控制绕组的情况下仍可以短时间运行，提高了电机的可靠性和容错能力；
[0029](4)传统的无刷双馈电机的两套绕组位于定子上，电机发生故障，在故障的排查和维修方面存在一定困难，本专利技术电机的定子、转子以及左、右两个端盖，可采用模块化结构，便于运输和现场安装以及电机故障的排查和维修；
[0030](5)本专利技术利用磁阻转子的调制作用，实现了电机轴向/径向磁路的耦合。当本专利技术电机作为发电机运行时，可通过改变通入控制绕组电流的频率和幅值，可以实现电机变速恒频恒压发电。
附图说明
[0031]图1为本专利技术的磁阻型混合磁路无刷双馈电机轴向剖面示意图。
[0032]图2为本专利技术的磁阻型混合磁路无刷双馈电机径向结构示意图。
[0033]图3为本专利技术的磁阻型混合磁路无刷双馈电机的左端盖铁心结构示意图1。
[0034]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁阻型混合磁路无刷双馈电机，其特征在于，包括定子铁心(1)、左端盖铁心(2)、右端盖铁心(3)、磁阻转子(4)、转轴(11)和轴承(12)；所述磁阻转子(4)同轴设置在定子铁心(1)内部，转轴(11)穿过定子铁心(1)与磁阻转子(4)；定子铁心(1)两侧分别设置左端盖铁心(2)和右端盖铁心(3)，左端盖铁心(2)、右端盖铁心(3)与转轴(11)之间分别通过轴承(12)连接。2.根据权利要求1所述的磁阻型混合磁路无刷双馈电机，其特征在于，所述定子铁心(1)和磁阻转子(4)之间设置气隙，左端盖铁心(2)与磁阻转子(4)之间、右端盖铁心(3)与磁阻转子(4)之间均设置气隙。3.根据权利要求1所述的磁阻型混合磁路无刷双馈电机，其特征在于，所述定子铁心(1)包括定子轭(1
‑
1)、定子齿(1
‑
2)、定子槽(1
‑
3)；所述多个定子齿(1
‑
2)设置在定子轭(1
‑
1)上，相邻的定子齿(1
‑
2)之间设置定子槽(1
‑
3)，定子槽(1
‑
3)内设置功率绕组(5)。4.根据权利要求1所述的磁阻型混合磁路无刷双馈电机，其特征在于，所述磁阻转子(4)包括调磁铁块(4
‑
1)和非导磁材料(4
‑
2)；所述多个调磁铁块(4
‑
1)和多个非导磁材料(4
‑
2)间隔排列，依次固定在转轴(11)上，和转轴(11)同步旋转。5.根据权利要求4所述的磁阻型混合磁路无刷双馈电机，其特征在于，所述磁阻转子(4)的直径与周长之比为1：1。6.根据权利要求3所述的磁阻型混合磁路无刷双馈电机，其特征在于，所述左端盖铁心(2)包括左端盖齿(2
‑
1)、左端盖轭(2
‑
2)、左端盖槽(2
‑
3)、左端盖内部空间(2
‑
4)和左端盖外部空间(2
‑
5)；所述左端盖铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲叙，邱刚刚，王泽荣，吕文发，赵珂，石慧，冯之文，魏宗坤，孙鲁滨，苑豪杰，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一六研究所，
类型：发明
国别省市：