[發明專利]一種繞線轉子無刷雙饋電機

有效

• 申請號: 201110345871.3
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102412684A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 王雪帆;熊飛
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02K17/12
• 分類號: H02K17/12;H02K3/28
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 方放

技術領域

本發明屬于繞線轉子電機，具體涉及一種繞線轉子無刷雙饋電機，其轉子采用不等節距和不等匝數線圈結構。

背景技術

無刷雙饋電機在大容量交流變頻調速方面以及船用軸帶發電、水力發電和風力發電方面有著廣泛的應用前景，結構簡單、堅固耐用，轉子上取消電刷和滑環，運行安全可靠，維護成本低，其最大的優點是所需變頻器的容量小，可降低系統成本。無刷雙饋電機是由兩套不同極對數的定子繞組和轉子構成的交流感應電機，兩套定子繞組分別稱為功率繞組和控制繞組，轉子可采用特殊籠型、磁阻轉子或者繞線轉子。無刷雙饋電機基本原理是經過特殊設計的轉子使得兩套定子繞組產生不同極對數的旋轉磁場間接相互作用，并能對其相互作用進行控制來實現能量傳遞；電機既能作為電動機運行，也能作為發電機運行，兼有異步電機和同步電機的特點。改變控制繞組的連接方式及其供電電源電壓和電流的幅值、相位以及頻率能夠實現無刷雙饋電機的多種運行方式。

影響無刷雙饋電機性能的關鍵因素在于轉子的結構。國內外無刷雙饋電機的轉子主要采用特殊籠型和磁阻轉子兩種結構，其中特殊籠型轉子加工制造容易，成本低廉；磁阻轉子結構堅固，轉子由鐵心沖片和永磁體構成，轉子上沒有導體和繞組。特殊籠型轉子必須制成同心式分布短路繞組結構，磁阻轉子其鐵心必須制成類似凸極的結構，在這些條件的限制下，使得這兩種轉子結構均存在諧波含量大的缺點。

專利號200910061297.1的發明專利“一種繞線轉子無刷雙饋電機”，包括定子和轉子，定子上具有相互獨立的功率繞組和控制繞組，功率繞組和控制繞組分別為極對數p₁、p₂的三相對稱繞組；轉子鐵心上具有m相轉子繞組，p₁、p₂為正整數，且p₁≠p₂，m＝(p₁+p₂)/m_k，當(p₁+p₂)為奇數時，m_k＝1；當(p₁+p₂)為偶數時，m_k＝2；其轉子繞組線圈采用等節距(等跨距)的結構，通過利用轉子繞組齒諧波磁動勢來滿足交流無刷雙饋電機的轉子設計要求，槽空間利用率、轉子繞組有效導體利用率以及繞組系數偏低。

發明內容

本發明提供一種繞線轉子無刷雙饋電機，解決現有繞線轉子無刷雙饋電機存在的槽空間利用率、轉子繞組有效導體利用率以及繞組系數偏低的問題。

本發明的一種繞線轉子無刷雙饋電機，包括定子和轉子，定子上具有相互獨立的功率繞組和控制繞組，功率繞組和控制繞組分別為極對數p₁、p₂的三相對稱繞組；所述轉子鐵心上沿圓周均勻分布Z個轉子槽，Z＝n(p₁+p₂)，轉子鐵心上具有m相轉子繞組、每相轉子繞組有a條并聯支路，每條并聯支路由二或三個線圈組構成，n＝1～30，a＝1～4，p₁、p₂為1～30、且p₁≠p₂，m＝(p₁+p₂)/m_k，當(p₁+p₂)為奇數時，m_k＝1；當(p₁+p₂)為偶數時，m_k＝2；其特征在于：

所述并聯支路由二個線圈組構成時，第一線圈組有2～6種不同匝數的線圈，均采用第一節距y₁，線圈總數為1～(nm_k/a)，各線圈匝數為1～80；第二線圈組有1～4種不同匝數的線圈，均采用第二節距y₂，線圈總數為1～(nm_k/a)，各線圈匝數為1～80；第一線圈組內各線圈串聯，第二線圈組內各線圈串聯，第一線圈組和第二線圈組自短路聯結；