[發(fā)明專利]雙余度定子及雙余度電機

在審

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• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107070016A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 蔣奎;阮波;李慶旭;章正昌;李富強
• 申請（專利權）人: 蘇州匯川聯(lián)合動力系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: H02K1/16
• 分類號: H02K1/16;H02K3/28
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司44217
• 代理人: 陸軍

技術領域

本發(fā)明涉及電機領域，更具體地說，涉及一種雙余度定子及雙余度電機。

背景技術

在多電/全電飛機、電動汽車、艦船等的推進系統(tǒng)中，電機系統(tǒng)的可靠性至關重要，為提高可靠性，目前多采用雙余度電機或多相電機系統(tǒng)。并且雙余度電機或多相電機系統(tǒng)已經逐漸成為高可靠電機應用領域的一種趨勢。

目前的雙余度電機系統(tǒng)中，通常將傳統(tǒng)電機的單套電樞繞組改為兩套獨立供電的電樞繞組；在正常工況時，由第一套電樞繞組輸出功率或兩套電樞繞組同時輸出功率；當第一套電樞繞組發(fā)生故障時，切換為第二套電樞繞組單獨工作，以保證持續(xù)功率輸出。

公開號為102035271 A的中國專利公開了一種采用集中繞組結構的雙冗余繞組電機，其兩套繞組線圈共用同一個齒槽。公開號為104617687 A的中國專利申請則公開了一種采用雙層集中繞組結構的雙繞組電機定子，其定子同一個齒上分內外層繞有兩套繞組。公開號為103269137 A的中國專利申請則公開了一種同樣采用雙層集中繞組結構的雙繞組電機結構，其兩套繞組同樣位于一個齒槽內。

在上述的雙繞組方案中，由于兩套電樞繞組位于同一個齒槽內，存在熱耦合，當一套繞組故障燒毀時，另一套繞組燒毀風險較大。并且兩套繞組之間還需使用大量的絕緣材料，增加了電機系統(tǒng)成本。此外，上述雙繞組方案中還存在兩套繞組間互感較大，磁路相互耦合，解耦控制算法難度較大等問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對上述雙余度電機的兩套繞組位于同一槽內，存在熱耦合，同時兩繞組間互感較大，磁路相互耦合，解耦控制算法難度較大等問題，提供一種新的雙余度定子及雙余度電機。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種雙余度定子，包括定子鐵芯，所述定子鐵芯的內周具有6k個沿圓周方向均勻分布的第一齒，所述k為正整數，且每一所述第一齒上繞設有線圈；由3k個第一齒上的3k個線圈構成的第一套繞組連接到第一供電單元，由另外3k個第一齒上的3k個線圈構成的第二套繞組連接到第二供電單元，且所述第一套繞組和所述第二套繞組在所述6k個第一齒上呈交替分布；所述定子鐵芯的內周還具有6k個第二齒，且所述6k個第二齒和所述6k個第一齒沿圓周方向交替分布，以對相鄰的第一齒上的兩個線圈進行物理隔離。

在本發(fā)明所述的雙余度定子中，所述第一套繞組和所述第二套繞組中同一相的線圈相隔6個齒槽。

在本發(fā)明所述的雙余度定子中，所述第一套繞組包括第一U相線圈、第一V相線圈、第一W相線圈，且所述第一U相線圈、第一V相線圈、第一W相線圈分別相隔4個齒槽；所述第二套繞組包括第二U相線圈、第二V相線圈、第二W相線圈，且所述第二U相線圈、第二V相線圈、第二W相線圈分別相隔4個齒槽。

在本發(fā)明所述的雙余度定子中，所述第一套繞組中的各個線圈的匝數相同；所述第二套繞組中的各個線圈的匝數相同。

在本發(fā)明所述的雙余度定子中，所述第二齒的寬度與所述第一齒的寬度之比為0.2～1。

本發(fā)明還提供一種雙余度電機，包括轉子、兩個逆變器以及如上任一項所述的雙余度定子，所述兩個逆變器分別連接到第一供電單元和第二供電單元。

在本發(fā)明所述的雙余度電機中，所述轉子的極數為10k，所述雙余度定子的齒槽數為12k，所述第二套繞組的各相線圈繞向與第一套繞組的各相線圈繞向相反。

在本發(fā)明所述的雙余度電機中，所述轉子的極數為8k，所述雙余度定子的齒槽數為12k，所述第二套繞組的各相線圈繞向與第一套繞組的各相線圈繞向相同。

在本發(fā)明所述的雙余度電機中，所述雙余度電機還包括切換單元，所述切換單元分別與兩個逆變器連接，并用于切換兩個逆變器的工作狀態(tài)。

在本發(fā)明所述的雙余度電機中，所述轉子為表貼式轉子、內置徑向式轉子、內置切向式轉子、多層磁鋼轉子、混合磁路轉子或海爾貝克陣列轉子。

本發(fā)明所述的雙余度定子及雙余度電機，通過在定子鐵芯上相鄰的第一齒之間增加不繞線圈的第二齒，可實現兩個相鄰的線圈的物理熱隔離，省去了相鄰線圈的絕緣材料。并且，本發(fā)明通過對兩套繞組進行合理布局，實現了兩套繞組間完全磁路解耦，可對兩套繞組進行同時解耦控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明雙余度定子實施例的示意圖；

圖2是本發(fā)明雙余度定子中第一套繞組和第二套繞組的接線示意圖；

圖3是本發(fā)明雙余度電機實施例的示意圖。

具體實施方式