[發(fā)明專利]一種具有單元組合形式的旋轉電機

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• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN106712424A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設計）人: 許東來;來星晨;孫國芹;李豫新;魏立嬌;夏驍霄
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: H02K21/02
• 分類號: H02K21/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發(fā)明涉及一種具有單元組合形式的旋轉電機，屬于機械、電機設計制造領域。

背景技術

我國電機產品雖然種類繁多，但效率普遍不高，嚴重存在"大馬拉小車"的現(xiàn)象，高效電機的推廣與應用已經(jīng)刻不容緩。國家發(fā)改委在2006～2020年的節(jié)能中長期規(guī)劃中，將電動機系統(tǒng)節(jié)能工程列為十大節(jié)能重點工程之一。目前我國各類電動機總容量約4.2億千瓦，用電量約占全國用電量的60％，電動機的供電電源目前大多為火力發(fā)電設備，增加發(fā)電量必然會增加溫室氣體的排放，從而增大對環(huán)境的污染。在工業(yè)能耗居高不下的背景下，我國將通過提高電動機能效的方式，促進節(jié)能減排目標的實現(xiàn)，“十一五”期間要重點推廣高效節(jié)能電動機等產品。本發(fā)明涉及的單元組合形式的旋轉電機能夠根據(jù)不同的工況，改變其單元組合方式，最終達到節(jié)能減排的目的。

發(fā)明內容

在傳統(tǒng)旋轉電機中，由于電樞繞組為單一電源供電，電機運行時，其對應輸出有效作用力較小區(qū)域的定子繞組通斷無法獨立控制。對應區(qū)域定子齒電樞繞組利用率較低，在電機控制過程中如果能夠實現(xiàn)將對應定子電樞繞組利用率較低的繞組單獨通斷，使電機繞組高效工作，繼而提高電機的運行效率成為可能，從而達到節(jié)能減排。

一種具有單元組合形式的旋轉電機，包括轉子1、若干個單元電機定子2；定子在圓周方向分成若干個單元，每個單元內均設置有獨立的位置傳感器和獨立的繞組，并進行獨立的電源供電；轉子1與每個單元組成單元電機。

將單元電機的組合形式引入到旋轉電機中，即根據(jù)電機內定子齒與永磁極之間徑向力的分布規(guī)律，將定子在圓周方向分成若干個單元。

根據(jù)傳統(tǒng)電機定子齒和永磁塊之間的作用力的高效區(qū)和低效區(qū)的分布特點，為了有效利用電樞繞組利用率的高效區(qū)，選擇單元電機的定子數(shù)目。將三相線圈組成一個單元模塊，在圓周方向，旋轉電機的定子由多個相同的單元模塊組成，各單元模塊共用同一轉子。

一種具有單元組合形式的旋轉電機，旋轉電機為內轉子軸向磁場電機，包括：轉子1、八個單元電機定子模塊2、永磁體貼片3，還設置有區(qū)位傳感器和電樞繞組以及微型控制器，區(qū)位傳感器用于檢測單元電機的運行位置。通過區(qū)位傳感器信號，保證單元電機的高效運行。

電機在圓周方向布置八個單元電機模塊。單元電機之間共用同一轉子1，且各單元對應有一套獨立的功率驅動和逆變模塊。在電機整體工作時，各單元電機通過位置檢測，始終工作在最佳狀態(tài)，多個單元電機一起向電機整體提供動力。

附圖說明

圖1單元電機示意圖。

圖2內轉子軸向磁場電機單元模塊示意圖。

圖3外轉子軸向磁場電機單元模塊示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖1-3對本發(fā)明做進一步陳述。

本單元組合式旋轉電機的組合形式有多種，若電機處于半休眠狀態(tài)或處于低效運行狀態(tài)。此時一部分單元處于工作狀態(tài)，大多數(shù)單元處于休眠狀態(tài)；若電機處于高效運行狀態(tài)。此時大部分或所有單元工作，時電機高效運行。最終根據(jù)不同的使用環(huán)境，采用不同的單元組合方式，以達到節(jié)能降耗以及環(huán)境保護的目的。

參見圖2，為內轉子軸向磁場電機，此電機包括：轉子1、八個單元電機定子模塊2、永磁體貼片3。除此之外單元電機還設置有區(qū)位傳感器和電樞繞組以及微型控制器，區(qū)位傳感器用于檢測單元電機的運行位置。通過區(qū)位傳感器信號，保證單元電機高效運行。

電機在圓周方向布置八個單元電機模塊。單元電機之間共用同一轉子結構，且各單元對應有一套獨立的功率驅動和逆變模塊。在電機整體工作時，各單元電機通過位置檢測，始終工作在最佳狀態(tài)，多個單元電機一起向電機整體提供動力。

參見圖3，為內轉子軸向磁場電機，此電機包括：轉子1、八個單元電機定子模塊2、永磁體貼片3。原理同圖1，在圓周方向布置八個單元電機模塊。

徑向磁場電機，此電機包括：繞組線圈4、四個單元電機模塊2。電機在半徑方向布置四個單元電機模塊。單元電機之間共用同一轉子結構，且各單元對應有一套獨立的功率驅動和逆變模塊。