[發明專利]用于精密儀器與設備的雙余度六相力矩電機及其控制方法

有效

• 申請號: 201410380722.4
• 申請日: 2014-08-04
• 公開（公告）號: CN104184285A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 任長志
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺南京天文光學技術研究所
• 主分類號: H02K16/04
• 分類號: H02K16/04;H02K1/20;H02K1/27;H02K1/16;H02P21/00;H02P25/24
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 栗仲平

1.?一種用于精密儀器與設備的雙余度六相力矩電機，該電機為交流永磁同步伺服電機，由定子與轉子裝配而成，其特征在于：采用六相雙Y型的六相電機設計，定子與轉子采用雙定子與單轉子無框式結構；電機轉子永磁體采用單元式結構；雙定子采用拼接式結構，并采用兩套獨立的定子繞組；該兩套獨立的定子繞組共用一套轉子；該兩個獨立的定子繞組由控制系統控制，實現其中一個定子繞組的單獨運轉，或兩個定子繞組的并聯運轉。

2.?根據權利要求1所述的用于精密儀器與設備的雙余度六相力矩電機，其特征在于，所述電機定子的外殼上設有冷卻槽、兩側設有密封槽，并設有冷卻系統。

3.?根據權利要求1所述的用于精密儀器與設備的雙余度六相力矩電機，其特征在于，所述電機轉子永磁體的單元式采用轉子斜極、定子矽鋼片增加矩形槽口的設計方式來抑制齒槽轉矩脈動。

4.?根據權利要求1所述的用于精密儀器與設備的雙余度六相力矩電機，其特征在于，所述的雙余度六相力矩電機的具體結構是：由2個獨立的六相定子繞組，1個電機轉子，環氧樹脂，冷卻系統，定子外殼，引出的電機電纜以及過熱檢測線纜組成；該雙余度六相力矩電機采用9槽/8極結構，采用六相雙Y型設計。

5.?根據權利要求2所述的用于精密儀器與設備的雙余度六相力矩電機，其特征在于，所述的冷卻系統由密封橡膠圈，冷卻接頭，冷卻外殼以及電機定子外殼組成：其中，

電機定子外殼上設有冷卻槽，兩側設有密封槽，密封槽里面鑲入O型橡膠密封圈，外側配合有冷卻外殼，通過螺栓與電機定子外殼和設備基座進行連接固定；冷卻外殼上加工有兩個冷卻接頭螺紋孔，入口冷卻接頭與出口冷卻接頭分別與冷卻接頭螺紋孔通過管螺紋進行連接，需要冷卻時，冷卻液輸入管與入口冷卻接頭相連；輸出管則與出口冷卻接頭相連。

6.?根據權利要求1所述的用于精密儀器與設備的雙余度六相力矩電機，其特征在于，所述的雙余度六相力矩電機設有2個獨立的六相定子繞組，采用9槽/8極的設計結構結構，該90槽/80極的雙余度六相力矩電機，采用拼接式設計，每個獨立繞組都由六個定子繞組單元通過定位凸臺和凹槽定位裝配為一個完整的定子；每個繞組單元由100片0.5mm矽鋼片經級進模一次沖壓而成，每片硅鋼片19上均布15個齒槽，每個齒槽采用了用于減小齒槽效應結構22；在每個齒槽中線上設計有三個鉚扣通過級進模將100片0.5mm矽鋼片擠壓在一起，由鉚扣將其鉚接在一起；矽鋼片與線圈直接通過絕緣隔離罩進行絕緣。

7.?根據權利要求1所述的用于精密儀器與設備的雙余度六相力矩電機，其特征在于，所述的電機轉子由40個N極和40個S極交替均布的分組在轉子軸上；每個磁極的永磁體采用單元式結構；每個磁極由3個等長同極性的永磁體組成，并采用減小齒槽效應的設計；該3個等長同極性的永磁由自動涂膠裝配機構按N、S極交替進行的方式均勻的裝配在電機轉子軸上；電機轉子軸兩端設有轉子軸安裝螺紋孔，可選擇任何一端與設備旋轉機構連接。

8.?權利要求1所述的用于精密儀器與設備的雙余度六相力矩電機的控制方法，其特征在于，該雙余度六相力矩電動機采用雙余度系統，熱備份控制方式；電機控制系統采用雙?DSP?雙余度電機控制系統，其中的兩個DSP控制器采用冷備份的工作方式；雙余度電機中每個電機采用六相雙Y移30°繞組；設置兩組驅動器的相位角相差30°。

9.?根據權利要求8所述的用于精密儀器與設備的雙余度六相力矩電機的控制方法，其特征在于，本雙余度冗余力矩電機采用多矢量合成的矢量控制方法：通過磁場定向控制技術完成對多相冗余力矩電機的解耦控制，該方法將自然坐標系下的方程轉換到靜止坐標系下三個兩維的相互垂直的子空間中，再轉換到旋轉坐標系中，實現電動機的解耦控制。