專(zhuān)利名稱(chēng)：用于缺相容錯(cuò)的12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于缺相容錯(cuò)的12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，屬開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。

背景技術(shù)：
開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是多相結(jié)構(gòu)電機(jī)，相間耦合弱，在發(fā)生缺相故障時(shí)，電機(jī)允許缺相容錯(cuò)運(yùn)行工作。12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)為三相電機(jī)，缺一相運(yùn)行時(shí)，由于此相不再出力，在激勵(lì)條件不變時(shí)，輸出平均轉(zhuǎn)矩約為正常工作時(shí)的2/3；缺兩相時(shí)，輸出平均轉(zhuǎn)矩約為正常工作時(shí)的1/3。其缺相運(yùn)行時(shí)存在的主要困難是電機(jī)難以起動(dòng)，缺相運(yùn)轉(zhuǎn)后，其輸出平均轉(zhuǎn)矩必然降低，同時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)必然變大。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種用于缺相容錯(cuò)運(yùn)行性能好的12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。
本發(fā)明用于缺相容錯(cuò)的12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)包括定子、無(wú)繞組轉(zhuǎn)子和功率變換器主電路，功率變換器主電路由六相不對(duì)稱(chēng)半橋電路、電源和儲(chǔ)能電容構(gòu)成，其特征在于把相差90度或180度機(jī)械角的兩個(gè)定子凸極上的兩個(gè)繞組串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成一相繞組，每一相繞組與功率變換器主電路中相對(duì)應(yīng)的一相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接。
本發(fā)明用于缺相容錯(cuò)的12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)改變電機(jī)的繞組連接方式，使得電機(jī)在缺相運(yùn)行時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩比正常三相接線方式時(shí)缺相運(yùn)行時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩增加，缺相運(yùn)行時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)比正常三相接線方式時(shí)缺相運(yùn)行時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減小，提高了系統(tǒng)的缺相容錯(cuò)能力，很好保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。



下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1(a)本發(fā)明實(shí)施例開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)軸向截面圖， (b)本發(fā)明實(shí)施例開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)功率變換器主電路原理圖； 圖2本發(fā)明實(shí)施例1開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)定子繞組接線方式； 圖3本發(fā)明實(shí)施例2開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)定子繞組接線方式； 圖4電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖； 圖5電機(jī)繞組正常三相接法缺第一相繞組A運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖； 圖6本發(fā)明實(shí)施例1電機(jī)缺第一相繞組A1運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖； 圖7電機(jī)繞組正常三相接法缺第一相繞組A和第二相繞組B運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖； 圖8本發(fā)明實(shí)施例1電機(jī)缺第一相繞組A1、第四相繞組A2運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖。

具體實(shí)施例方式 圖1所示為12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)包括定子、無(wú)繞組轉(zhuǎn)子和功率變換器主電路，功率變換器主電路由六相不對(duì)稱(chēng)半橋電路、電源和儲(chǔ)能電容構(gòu)成，定子凸極上繞有集中繞組。
實(shí)施例1如圖2所示，第一定子凸極a1、第七定子凸極a3下的繞組串聯(lián)構(gòu)成第一相繞組A1；第四定子凸極a2、第十定子凸極a4下的繞組串聯(lián)構(gòu)成第四相繞組A2；第二定子凸極b1、第八定子凸極b3下的繞組串聯(lián)構(gòu)成第二相繞組B1；第五定子凸極b2、第十一定子凸極b4下的繞組串聯(lián)構(gòu)成第五相繞組B2；第三定子凸極c1、第九定子凸極c3下的繞組串聯(lián)構(gòu)成第三相繞組C1；第六定子凸極c2、第十二定子凸極c4下的繞組串聯(lián)構(gòu)成第六相繞組C2。如圖1(b)所示，第一相繞組A1與第一相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接，第二相繞組B1與第二相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接，第三相繞組C1與第三相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接，第四相繞組A2與第四相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接，第五相繞組B2與第五相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接，第六相繞組C2與第六相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接。
實(shí)施例2如圖3所示，第一定子凸極a1、第四定子凸極a2下的繞組串聯(lián)構(gòu)成第一相繞組A1；第七定子凸極a3、第十定子凸極a4下的繞組串聯(lián)構(gòu)成第四相繞組A2；第二定子凸極b1、第五定子凸極b2下的繞組串聯(lián)構(gòu)成第二相繞組B1；第八定子凸極b3、第十一定子凸極b4下的繞組串聯(lián)構(gòu)成第五相繞組B2；第三定子凸極c1、第六定子凸極c2下的繞組串聯(lián)構(gòu)成第三相繞組C1；第九定子凸極c3、第十二定子凸極c4下的繞組串聯(lián)構(gòu)成第六相繞組C2。如圖1(b)所示，第一相繞組A1與第一相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接，第二相繞組B1與第二相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接，第三相繞組C1與第三相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接，第四相繞組A2與第四相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接，第五相繞組B2與第五相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接，第六相繞組C2與第六相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接。
整個(gè)電機(jī)共有六相繞組，每一相繞組通過(guò)不對(duì)稱(chēng)半橋功率變換器相對(duì)應(yīng)的一相電路連接工作。作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，在各相繞組自感的上升期通以電流，當(dāng)一相發(fā)生故障時(shí)，此相不再出力，其他相正常工作，此時(shí)共有5相正常工作，在激勵(lì)條件不變的情況下，輸出平均轉(zhuǎn)矩約為正常工作時(shí)平均轉(zhuǎn)矩的5/6；當(dāng)任兩相發(fā)生故障時(shí)，此兩相不再出力，其他相正常工作，此時(shí)共有4相正常工作，在其他條件不變的情況下，輸出平均轉(zhuǎn)矩約為正常工作時(shí)平均轉(zhuǎn)矩的4/6； 而對(duì)于普通12/8結(jié)構(gòu)的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，當(dāng)任一相發(fā)生缺相故障時(shí)，此相不再出力，輸出平均轉(zhuǎn)矩約為正常工作時(shí)平均轉(zhuǎn)矩的2/3。當(dāng)任兩相發(fā)生故障時(shí)，此兩相不再出力，輸出平均轉(zhuǎn)矩約為正常工作時(shí)輸出平均轉(zhuǎn)矩的1/3。
利用JAMG軟件建立12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)場(chǎng)路耦合的有限元模型，同等激勵(lì)條件下，仿真系統(tǒng)在正常運(yùn)行和缺相運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩特性。
圖4為電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖，圖中虛線表示平均輸出轉(zhuǎn)矩，為1.74Nm。
圖5為電機(jī)繞組正常三相接法時(shí)缺第一相繞組A運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖，圖中虛線表示平均輸出轉(zhuǎn)矩，為1.12Nm。
圖6為本發(fā)明12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例1缺第一相繞組A1時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩，圖中虛線表示平均輸出轉(zhuǎn)矩，為1.42Nm。
對(duì)比圖5和圖6可知，本發(fā)明12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例1缺一相運(yùn)行時(shí)的平均輸出轉(zhuǎn)矩比三相連接時(shí)的缺一相運(yùn)行的平均輸出轉(zhuǎn)矩增加，而輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減小。本發(fā)明12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例2缺一相時(shí)運(yùn)行原理同實(shí)施例1。
圖7為電機(jī)繞組正常三相接法時(shí)缺第一相繞組A和第二相繞組B運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖，圖中虛線表示平均輸出轉(zhuǎn)矩，為0.504Nm。
圖8為本發(fā)明12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例1缺第一相繞組A1、第四相繞組A2時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩。圖中虛線表示平均輸出轉(zhuǎn)矩，為1.16Nm。
對(duì)比圖7和圖8可知，本發(fā)明12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例1缺兩相運(yùn)行時(shí)的平均輸出轉(zhuǎn)矩比三相連接時(shí)的缺兩相運(yùn)行的平均輸出轉(zhuǎn)矩增加，而輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減小。本發(fā)明12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例2缺兩相時(shí)運(yùn)行原理同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種用于缺相容錯(cuò)的12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)包括定子、無(wú)繞組轉(zhuǎn)子和功率變換器主電路，功率變換器主電路由六相不對(duì)稱(chēng)半橋電路、電源和儲(chǔ)能電容構(gòu)成，其特征在于把相差90度或180度機(jī)械角的兩個(gè)定子凸極上的兩個(gè)繞組串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成一相繞組，每一相繞組與功率變換器主電路中相對(duì)應(yīng)的一相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種用于缺相容錯(cuò)的12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，屬開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。本發(fā)明包括定子、無(wú)繞組轉(zhuǎn)子和功率變換器主電路，功率變換器主電路由六相不對(duì)稱(chēng)半橋電路、電源和儲(chǔ)能電容構(gòu)成，把相差90度或180度機(jī)械角的兩個(gè)定子凸極上的兩個(gè)繞組串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成一相繞組，每一相繞組與功率變換器主電路中相對(duì)應(yīng)的一相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接，在各相繞組自感的上升期通以電流。這樣通過(guò)改變繞組連接方式，使得電機(jī)在缺相運(yùn)行時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩比正常三相接線方式缺相運(yùn)行時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩增加，輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減小，提高了電機(jī)系統(tǒng)缺相容錯(cuò)能力。
文檔編號(hào)H02P6/08GK101409491SQ20081015654
公開(kāi)日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者陳小元, 鄧智泉, 劉澤遠(yuǎn), 王曉琳 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)