[發明專利]一種雙通道開關磁阻容錯電機

在審

• 申請號: 202110721313.6
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113422485A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 周云紅;蔣嘉豪;黃飛;王東
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02K16/04
• 分類號: H02K16/04;H02K1/14;H02K1/24;H02K3/18;H02K3/28
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 李德濺

本發明公開了一種雙通道開關磁阻容錯電機，包括同心嵌套的外定子鐵心（1）、轉子鐵心（3）、內定子鐵心（6），所述外定子鐵心（1）的圓周內壁上等間隔地設置有內凸的主繞組極（2）且每個主繞組極（2）上各設有一套主繞組（8），所述轉子鐵心（3）的圓周內、外壁上分別等間隔地設置有無繞組的轉子內凸極（5）和轉子外凸極（4），所述內定子鐵心（6）的圓周外壁上等間隔地設置有外凸的次繞組極（7）且每個次繞組極（7）上各設有一套次繞組（9）；所述轉子外凸極（4）的極弧寬度等于主繞組極（3）的極弧寬度且轉子內凸極（5）的極弧寬度等于次繞組極（7）的極弧寬度。本發明的結構簡單緊湊，能夠提高電機運行的可靠性和容錯性。

技術領域

本發明屬于電機技術領域，具體地說是一種能雙通道運行、提高電機運行的可靠性和容錯性的雙通道磁懸浮開關磁阻容錯電機。

背景技術

開關磁阻電機發源于英國，具有兩個基本特征：一是開關性，即電機必須工作在一種連續的開關模式狀態下，這也是在各種新型功率半導體器件獲得發展后這種電機才得以發展的主要原因；二是磁阻性，它是真正的磁阻電機，定、轉子都是凸極結構，具有可變的磁阻回路。

開關磁阻電機依靠繞組自感變化產生的磁阻轉矩驅動轉子。開關磁阻電機具備制造簡單呢、成本低、結構堅固、容錯性能好、易于散熱、適宜高速運行等優點，隨著稀土永磁材料的劇烈價格波動，其在工業驅動、電氣調速、電動汽車、家用電器、紡織機械等領域中已顯示出強大的競爭力與廣闊的應用前景。

隨著電機應用領域的不斷拓展，人們對電機工作可靠性及安全性提出了更高的要求。當電機發生故障時，應盡可能地避免立即停機維修，而是讓其在故障情況下繼續維持工作，為系統中其他設備的可靠停機預留時間。因此，電機的容錯運行技術研究對于提高系統可靠性具有重要意義。

對于開關磁阻電機的容錯運行，總體上有調整控制策略和拓撲結構兩種思路。

文獻1(李雷軍，丁春芳.開關磁阻電機缺相運行特性的研究[J].微電機，2005，38(2)：27～30.)以開關磁阻電機的缺相故障為研究對象，結合實驗結果驗證了普通開關磁阻電機發生缺相故障時可以通過降額使用以維持運行。文獻2(鄭易，王磊靜.開關磁阻電機繞組短路故障的檢測與研究[J].電氣傳動，2008，38(11)：72～76.)指出短路造成電機轉矩缺失并需要增大轉矩電流以維持電機正常運行的結論。以上是從策略方面進行的有關容錯控制研究。

針對開關磁阻容錯電機，目前報道的文獻主要集中在通過嵌入永磁體改變磁力線路徑增強相繞組之間的獨立性，采取冗余繞組代替故障繞組實現容錯運行，以及定轉子模塊化使電機磁路變為短磁路減少對其他相的影響。以上從電機設計角度可以提高電機本體的容錯能力，但所設計的電機通常為特殊結構，需要引入新的控制策略，通用性較差。因此如何通過優化開關磁阻電機拓撲結構，使其在盡量不增加其結構特殊性的同時提高實際運行的可靠性具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種能雙通道運行、提高電機運行的可靠性和容錯性的雙通道磁懸浮開關磁阻容錯電機。

本發明的目的是通過以下技術方案解決的：

一種雙通道開關磁阻容錯電機，包括從外至內依次同心嵌套的外定子鐵心、轉子鐵心、內定子鐵心，其特征在于：所述外定子鐵心的圓周內壁上等間隔地設置有內凸的主繞組極且每個主繞組極上各設有一套主繞組，所述轉子鐵心的圓周內、外壁上分別等間隔地設置有無繞組的轉子內凸極和轉子外凸極，所述內定子鐵心的圓周外壁上等間隔地設置有外凸的次繞組極且每個次繞組極上各設有一套次繞組；所述轉子外凸極的極弧寬度等于主繞組極的極弧寬度且轉子內凸極的極弧寬度等于次繞組極的極弧寬度；上述結構構成共用轉子鐵心的一內轉子單繞組磁懸浮開關磁阻電機和一外轉子單繞組磁懸浮開關磁阻電機。

要使得該電機具有自啟動能力，則主繞組至少分為三相，采用單相輪流導通模式以提供電磁轉矩。

同一相的主繞組依次串接構成一相。