一種盤式無刷雙饋交流電機的製作方法
2023-06-03 02:01:26 2
專利名稱：一種盤式無刷雙饋交流電機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種電機，特別涉及一種盤式無刷雙饋交流電機。該電機是一種通用電機，適合於作為異步電機、同步電機和雙饋變頻調速電機使用。可以在無刷可靠的情況下，實現繞線式異步電機、電勵磁同步電機的所有功能，當作為雙饋變頻調速電機應用時，可以實現用較小功率的變頻器驅動較大功率的電機進行變頻調速。
背景技術：
現有無刷雙饋交流電機主要有兩種結構型式。一種是由2臺不同極數具有常規內外定轉子的繞線型感應電機組成的串級無刷雙饋交流電機，兩臺電機的轉子機械上同軸，其轉子繞組同相序或反相序聯接；另一種是在上述串級無刷雙饋交流電機基礎上發展起來的磁場調製式無刷雙饋交流電機，該電機的共用定子鐵心上同時嵌放2套不同極數的定子繞組，兩套定子繞組之間的耦合是靠特殊的同心式籠型轉子或磁阻轉子實現的。上述兩種電機的共同優點，一是結構上無刷可靠，二是可以用較小功率的變頻器驅動較大功率的調速電機。
然而，由於端部繞組的存在，軸向長度過長是串級無刷雙饋交流電機的主要缺點，限制了其在某些場合的推廣應用，而且機械結構相對複雜，但其兩套定轉子繞組之間的耦合較好，電機的功率密度和力能指標較高，對兩臺電機的極數組合沒有任何限制；而磁場調製式無刷雙饋交流電機的結構相對簡單，軸向長度與常規交流電機類似，但兩套繞組之間的耦合較差，電機內的諧波磁場豐富，附加損耗較大，因此電機的功率密度和力能指標較低，並且要求兩套定子繞組的極數差必須大於等於4，因此電機的極數組合和同步速受到限制。
實用新型內容針對現有技術的不足，本實用新型提供一種具有雙定子、單轉子的盤式無刷雙饋交流電機。該種電機兼具已有無刷雙饋交流電機的功能和優點於一身，不僅軸向長度短、結構簡單，而且兩套繞組之間的耦合較好，電機的功率密度和力能指標較高，對兩套定子繞組的極數組合沒有任何限制。
本實用新型提供的電機包括兩個定子、一個轉子、轉子支架、轉軸、軸承、端蓋、機殼。其中電機轉軸左端由內到外依次裝配有軸承和左端蓋，左定子固定於左端蓋上，轉軸右端由內到外依次裝配有軸承和右端蓋，右定子固定於右端蓋上，轉軸中部沿垂直方向由內到外依次裝配有轉子支架、轉子和機殼。左端蓋、左定子、機殼、右端蓋、右定子和連接件共同組成定子系統結構；轉子及相應的轉子支架和轉軸共同組成轉子旋轉系統。其中轉子鐵心雙面開槽，以嵌放極數分別為2p和2q的兩套三相對稱轉子繞組，然後再反相序或同相序聯接形成一套轉子繞組；而兩個定子鐵心均單面開槽，且分別嵌放極數分別為2p和2q的獨立三相對稱定子繞組。運行時整臺電機相當於2p和2q極電機的串級聯接，當兩套轉子繞組反相序相連時，電機的等效極數為(2p+2q)，當兩套轉子繞組同相序相連時，電機的等效極數為(2p-2q)。作為變頻調速電機運行時，可以用三相工頻交流電和變頻電源分別為2p和2q極定子繞組饋電。作為感應電機運行時，2p極定子繞組直接由工頻電網饋電，2q極的定子繞組短接。作為同步電機運行時，2p極定子繞組仍由工頻電網饋電，2q極的定子繞組由直流電源供電。
盤式無刷雙饋交流電機的特殊定轉子結構，取得了意想不到的特殊效果，主要體現在(1)結構上無刷可靠，(2)具有繞線式異步電機和電勵磁同步電機的所有優點和功能，(3)可以實現異步電機、同步電機和雙饋變頻調速電機等多種運行方式，(4)由於左右兩個盤式單元電機分別具有相同的極數，其定轉子繞組之間的耦合能力大大提高，且磁場諧波可以設計得很小，因此電機的功率密度和運行效率較高；(5)不再受(2p-2q)必須大於等於4的極數限制，極數組合比較靈活，可以設計成具有較高的同步速度(6)其軸向長度大大縮短，結構設計實現起來更容易。
圖1為本實用新型電機結構示意圖；圖2為本實用新型電機鐵心端面示意圖；圖中1左端蓋，2左定子，3轉子，4右定子，5軸承，6轉軸，7右端蓋，8機殼，9轉子支架。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型電機做進一步詳細說明。
如圖1所示，本實用新型電機包括左端蓋1，左定子2，轉子3，右定子4，軸承5，轉軸6，右端蓋7，機殼8，轉子支架9。其中電機轉軸6左端由內到外依次裝配有軸承5和左端蓋1，左定子2固定於左端蓋1上，轉軸6右端由內到外依次裝配有軸承5和右端蓋7，右定子4固定於右端蓋7上，轉軸6中部沿垂直方向由內到外依次裝配有轉子支架9、轉子3和機殼8。左端蓋1、左定子2、機殼8、右端蓋7、右定子4和連接件共同組成定子系統結構，轉子3及相應的轉子支架9和轉軸6共同組成轉子旋轉系統。
鐵心端面如圖2所示，其中轉子鐵心雙面開槽，以嵌放極數分別為2p和2q的兩套三相對稱轉子繞組，然後再反相序或同相序聯接形成一套轉子繞組；而兩個定子鐵心均單面開槽，且分別嵌放極數分別為2p和2q的獨立三相對稱定子繞組。運行時整臺電機相當於2p和2q極電機的串級聯接，當兩套轉子繞組反相序相連時，電機的等效極數為(2p+2q)，當兩套轉子繞組同相序相連時，電機的等效極數為(2p-2q)。作為變頻調速電機運行時，可以用三相工頻交流電和變頻電源分別為2p和2q極定子繞組饋電。作為感應電機運行時，2p極定子繞組直接由工頻電網饋電，2q極的定子繞組短接。作為同步電機運行時，2p極定子繞組仍由工頻電網饋電，2q極的定子繞組由直流電源供電。
權利要求1.一種盤式無刷雙饋交流電機，包括兩個定子、一個轉子、轉子支架、轉軸、軸承、端蓋、機殼，其特徵在於，該電機轉軸左端由內到外依次裝配有軸承和左端蓋，左定子固定於左端蓋上，轉軸右端由內到外依次裝配有軸承和右端蓋，右定子固定於右端蓋上，轉軸中部沿垂直方向由內到外依次裝配有轉子支架、轉子和機殼。
2.如權利要求1所述的盤式無刷雙饋交流電機，其特徵在於所述轉子的鐵心雙面開槽，以嵌放極數分別為2p和2q的兩套三相對稱轉子繞組，然後再反相序或同相序聯接形成一套轉子繞組。
3.如權利要求1所述的盤式無刷雙饋交流電機，其特徵在於所述兩個定子的鐵心均單面開槽，且分別嵌放極數分別為2p和2q的獨立三相對稱定子繞組。
專利摘要一種盤式無刷雙饋交流電機，包括兩個定子、一個轉子、轉子支架、轉軸、軸承、端蓋、機殼，該電機轉軸左端由內到外依次裝配有軸承和左端蓋，左定子固定於左端蓋上，轉軸右端由內到外依次裝配有軸承和右端蓋，右定子固定於右端蓋上，轉軸中部沿垂直方向由內到外依次裝配有轉子支架、轉子和機殼。其中轉子鐵芯雙面開槽，以嵌放極數分別為2p和2q的兩套三相對稱轉子繞組，然後再反相序或同相序聯接形成一套轉子繞組；而兩個定子鐵芯均單面開槽，且分別嵌放極數分別為2p和2q的獨立三相對稱定子繞組。該電機不僅軸向長度短、結構簡單，而且兩套繞組之間的耦合較好，電機的功率密度和力能指標較高，對兩套定子繞組的極數組合沒有任何限制。
文檔編號H02K1/22GK2831596SQ20052009255
公開日2006年10月25日 申請日期2005年9月20日 優先權日2005年9月20日
發明者張鳳閣, 王鳳翔, 王正, 宗鳴, 孫廣貴 申請人:瀋陽工業大學