一種多相電機繞組機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于多相電機領域，更具體地，涉及一種多相電機繞組機構。
【背景技術】
[0002]隨著電力電子學、微電子技術和現代控制理論的不斷發(fā)展，交流電機調速技術也不斷取得進步。盡管傳統的三相電機及其調速技術已相當成熟，但在一些大功率場合，例如輪船推進系統，電動大巴推進系統，為了提高功率等級，可以通過提高電動機的電壓等級實現。由于電力電子開關器件耐壓等級的限制，傳統的兩電平電壓型逆變器需要多個開關器件串聯，存在動態(tài)和靜態(tài)均壓等問題，實現難度較大，且可靠性不高。在低電壓場合，必須采用增大相電流來實現大功率輸出，而傳統的三相逆變器需要多個開關器件并聯使用，存在均流等一系列問題，這樣，由多相逆變器和多相電結構成的交流調速系統應運而生。多相電機與傳統的三相電機相比，具有繞組系數高，繞組磁動勢諧波低，較高的控制靈活性，魯棒性好，轉矩紋波小，振動和噪音低等許多突出的優(yōu)點。但是傳統多相繞組在處于容錯運行時會產生較大的繞組磁動勢諧波，造成電機損耗增加，振動和噪聲變大。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種多相電機繞組結構，其目的在于提供一組具有較低繞組磁動勢諧波的多相電機結構，由此解決傳統多相電機在處于容錯運行時磁動勢諧波較大的問題。
[0004]為實現上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，多相電機繞組結構，其特征在于，該多相電機繞組結構由若干相同繞組單元組成，其個數依據所述多相電機的定子數決定，所述多相電機的定子具有相同繞組槽數，且所述定子上所述繞組槽與其它所述定子上的所述繞組槽一一對應并且具有相同的中心線，每個所述繞組單元按照所述多相電機的極數與所述繞組單元的相數，分別排列于各個定子中，并且所述繞組單元之間根據所述多相電機的相數偏移相應的電角度。
[0005]進一步地，所述繞組單元為軸向磁通或徑向磁通設置。
[0006]總體而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現有技術相比，由于繞組單元的每極每相槽數增加，能夠顯著地降低多相電機產生的磁動勢諧波，以及由于磁動勢諧波引起的損耗、轉矩脈動、噪聲等問題。
【附圖說明】
[0007]圖1為按照本發(fā)明實現的六相徑向磁通電機繞組結構示意圖；
[0008]圖2為按照本發(fā)明實現的六相軸向磁通電機繞組結構示意圖；
[0009]圖3為傳統六相繞組與按照本發(fā)明實現的六相繞組磁動勢諧波分布對比圖(以中性點相互隔離的情況為例)；
[0010]圖4為傳統六相繞組與按照本發(fā)明實現的六相繞組在一相開路故障，電機容錯運行時的繞組磁動勢諧波分布對比圖。
[0011]在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中:
[0012]1、2_定子3—轉子4、5_繞組
【具體實施方式】
[0013]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0014]下面結合附圖，具體說明繞組連接的實現方式。
[0015]實施例一
[0016]由于所應用的新型六相電機繞組由兩個相同的三相繞組單元組成，因此六相電機具有兩個定子I與2。定子I與定子2都設置有12個槽，同軸連接，且兩個定子的槽中心線重合。第一個三相繞組單元4按照10極三相，排列在第一個定子I中，第二個三相繞組單元5同樣按照10極三相，排列于第二個定子2中。由于六相電機的兩個三相繞組單元之間需要偏移30°電角度如圖1所示，因此圖2中在采用軸向磁通的設置方式時A+與D+相差五個槽，也就是30°電角度。第一個三相繞組單元4與第二個三相繞組單元5的中性點可以連接，也可以隔離。
[0017]傳統的六相雙定子電機的繞組排列是兩個定子上排列著相同的六相繞組。本發(fā)明與傳統六相雙定子電機繞組的區(qū)別在于，①傳統六相雙定子電機的一個定子I上具有兩套三相繞組單元，而本發(fā)明的一個定子I上具有一套三相繞組單元4，另一套三相繞組單元5在另一個定子2上；?傳統六相雙定子電機的一套六相繞組具有一個定子上的槽數，即12槽，而本發(fā)明的六相繞組具有兩個定子上的槽數，即24槽。
[0018]由圖3和4可以看出，按照本發(fā)明實現的六相電機繞組與傳統六相電機繞組相比，當一相開路容錯運行時，按照本發(fā)明實現的六相電機繞組的繞組磁動勢諧波比傳統六相電機繞組的繞組磁動勢諧波要低許多，因此采用本發(fā)明的六相電機繞組，可以降低電機的損耗以及由于磁動勢諧波引起的轉矩脈動等問題。
[0019]本部分通過實驗用圖證明了使用本發(fā)明能夠取得更好效果，下面將從原理上解釋本發(fā)明能達到更好的效果的原因，根據交流電機繞組理論可知，每極每相槽數越大時，諧波磁動勢與諧波電動勢的分布系數的總趨勢變小，從而抑制諧波磁動勢與諧波電動勢的效果越好。由于傳統六相雙定子電機的一套六相繞組具有一個定子上的槽數(12槽)，那么對應三相繞組單元的槽極配合為6槽10極，而本發(fā)明的六相繞組具有兩個定子上的槽數(24槽)，那么對應三相繞組單元的槽極配合為12槽10極。因此，與傳統繞組方案相比，本發(fā)明的諧波磁動勢與諧波電動勢更低，尤其在多相電機處于容錯運行時，顯著地降低多相電機產生的諧波磁動勢，進而降低電機的損耗以及由于磁動勢諧波引起的轉矩脈動，噪聲等問題。
[0020]本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種多相電機繞組結構，其特征在于，該多相電機繞組結構由若干相同繞組單元(4，5)組成，其個數依據所述多相電機的定子(1，2)數決定，所述多相電機的定子(1，2)具有相同繞組槽數，且所述定子(I)上所述繞組槽與其它所述定子(2)上的所述繞組槽一一對應并且具有相同的中心線，每個所述繞組單元(4，5)按照所述多相電機的極數與所述繞組單元的相數，分別排列于各個定子中，并且所述繞組單元(4，5)之間根據所述多相電機的相數偏移相應的電角度。
2.如權利要求1所述的多相電機繞組結構，其特征在于，所述繞組單元(4，5)為軸向磁通或徑向磁通設置。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多相電機繞組結構，該結構有多個相同的繞組單元組成，繞組單元的個數與多相電機的定子數相同。各個定子具有相同槽數，同軸連接，且各定子的槽中心線對齊。各個相同的繞組單元按照多相電機的極數與繞組單元的相數，分別排列于各個定子中，并且根據多相電機的相數，各個繞組單元之間要偏移相應的角度，各個繞組單元的中性點可以連接，也可以隔離。按照本發(fā)明的新型多相電機繞組結構，尤其是在多相電機處于容錯運行時，能夠顯著地降低多相電機產生的損耗以及由于磁動勢諧波引起的轉矩脈動等問題。
【IPC分類】H02K3-12
【公開號】CN104795917
【申請?zhí)枴緾N201510116136
【發(fā)明人】李健, 肖林元, 曲榮海
【申請人】華中科技大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月17日