專利名稱：一種盤式無刷雙饋交流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種電機(jī)，特別涉及一種盤式無刷雙饋交流電機(jī)。該電機(jī)是一種通用電機(jī)，適合于作為異步電機(jī)、同步電機(jī)和雙饋?zhàn)冾l調(diào)速電機(jī)使用?？梢栽跓o刷可靠的情況下，實(shí)現(xiàn)繞線式異步電機(jī)、電勵(lì)磁同步電機(jī)的所有功能，當(dāng)作為雙饋?zhàn)冾l調(diào)速電機(jī)應(yīng)用時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)用較小功率的變頻器驅(qū)動(dòng)較大功率的電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有無刷雙饋交流電機(jī)主要有兩種結(jié)構(gòu)型式。一種是由2臺(tái)不同極數(shù)具有常規(guī)內(nèi)外定轉(zhuǎn)子的繞線型感應(yīng)電機(jī)組成的串級(jí)無刷雙饋交流電機(jī)，兩臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)械上同軸，其轉(zhuǎn)子繞組同相序或反相序聯(lián)接；另一種是在上述串級(jí)無刷雙饋交流電機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的磁場(chǎng)調(diào)制式無刷雙饋交流電機(jī)，該電機(jī)的共用定子鐵心上同時(shí)嵌放2套不同極數(shù)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(zhuǎn)子或磁阻轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)的。上述兩種電機(jī)的共同優(yōu)點(diǎn)，一是結(jié)構(gòu)上無刷可靠，二是可以用較小功率的變頻器驅(qū)動(dòng)較大功率的調(diào)速電機(jī)。
然而，由于端部繞組的存在，軸向長(zhǎng)度過長(zhǎng)是串級(jí)無刷雙饋交流電機(jī)的主要缺點(diǎn)，限制了其在某些場(chǎng)合的推廣應(yīng)用，而且機(jī)械結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，但其兩套定轉(zhuǎn)子繞組之間的耦合較好，電機(jī)的功率密度和力能指標(biāo)較高，對(duì)兩臺(tái)電機(jī)的極數(shù)組合沒有任何限制；而磁場(chǎng)調(diào)制式無刷雙饋交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，軸向長(zhǎng)度與常規(guī)交流電機(jī)類似，但兩套繞組之間的耦合較差，電機(jī)內(nèi)的諧波磁場(chǎng)豐富，附加損耗較大，因此電機(jī)的功率密度和力能指標(biāo)較低，并且要求兩套定子繞組的極數(shù)差必須大于等于4，因此電機(jī)的極數(shù)組合和同步速受到限制。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種具有雙定子、單轉(zhuǎn)子的盤式無刷雙饋交流電機(jī)。該種電機(jī)兼具已有無刷雙饋交流電機(jī)的功能和優(yōu)點(diǎn)于一身，不僅軸向長(zhǎng)度短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且兩套繞組之間的耦合較好，電機(jī)的功率密度和力能指標(biāo)較高，對(duì)兩套定子繞組的極數(shù)組合沒有任何限制。
本實(shí)用新型提供的電機(jī)包括兩個(gè)定子、一個(gè)轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子支架、轉(zhuǎn)軸、軸承、端蓋、機(jī)殼。其中電機(jī)轉(zhuǎn)軸左端由內(nèi)到外依次裝配有軸承和左端蓋，左定子固定于左端蓋上，轉(zhuǎn)軸右端由內(nèi)到外依次裝配有軸承和右端蓋，右定子固定于右端蓋上，轉(zhuǎn)軸中部沿垂直方向由內(nèi)到外依次裝配有轉(zhuǎn)子支架、轉(zhuǎn)子和機(jī)殼。左端蓋、左定子、機(jī)殼、右端蓋、右定子和連接件共同組成定子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)子及相應(yīng)的轉(zhuǎn)子支架和轉(zhuǎn)軸共同組成轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。其中轉(zhuǎn)子鐵心雙面開槽，以嵌放極數(shù)分別為2p和2q的兩套三相對(duì)稱轉(zhuǎn)子繞組，然后再反相序或同相序聯(lián)接形成一套轉(zhuǎn)子繞組；而兩個(gè)定子鐵心均單面開槽，且分別嵌放極數(shù)分別為2p和2q的獨(dú)立三相對(duì)稱定子繞組。運(yùn)行時(shí)整臺(tái)電機(jī)相當(dāng)于2p和2q極電機(jī)的串級(jí)聯(lián)接，當(dāng)兩套轉(zhuǎn)子繞組反相序相連時(shí)，電機(jī)的等效極數(shù)為(2p+2q)，當(dāng)兩套轉(zhuǎn)子繞組同相序相連時(shí)，電機(jī)的等效極數(shù)為(2p-2q)。作為變頻調(diào)速電機(jī)運(yùn)行時(shí)，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(yīng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，2p極定子繞組直接由工頻電網(wǎng)饋電，2q極的定子繞組短接。作為同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)，2p極定子繞組仍由工頻電網(wǎng)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(jī)的特殊定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，取得了意想不到的特殊效果，主要體現(xiàn)在(1)結(jié)構(gòu)上無刷可靠，(2)具有繞線式異步電機(jī)和電勵(lì)磁同步電機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)和功能，(3)可以實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)、同步電機(jī)和雙饋?zhàn)冾l調(diào)速電機(jī)等多種運(yùn)行方式，(4)由于左右兩個(gè)盤式單元電機(jī)分別具有相同的極數(shù)，其定轉(zhuǎn)子繞組之間的耦合能力大大提高，且磁場(chǎng)諧波可以設(shè)計(jì)得很小，因此電機(jī)的功率密度和運(yùn)行效率較高；(5)不再受(2p-2q)必須大于等于4的極數(shù)限制，極數(shù)組合比較靈活，可以設(shè)計(jì)成具有較高的同步速度(6)其軸向長(zhǎng)度大大縮短，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)起來更容易。


圖1為本實(shí)用新型電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型電機(jī)鐵心端面示意圖；圖中1左端蓋，2左定子，3轉(zhuǎn)子，4右定子，5軸承，6轉(zhuǎn)軸，7右端蓋，8機(jī)殼，9轉(zhuǎn)子支架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型電機(jī)做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1所示，本實(shí)用新型電機(jī)包括左端蓋1，左定子2，轉(zhuǎn)子3，右定子4，軸承5，轉(zhuǎn)軸6，右端蓋7，機(jī)殼8，轉(zhuǎn)子支架9。其中電機(jī)轉(zhuǎn)軸6左端由內(nèi)到外依次裝配有軸承5和左端蓋1，左定子2固定于左端蓋1上，轉(zhuǎn)軸6右端由內(nèi)到外依次裝配有軸承5和右端蓋7，右定子4固定于右端蓋7上，轉(zhuǎn)軸6中部沿垂直方向由內(nèi)到外依次裝配有轉(zhuǎn)子支架9、轉(zhuǎn)子3和機(jī)殼8。左端蓋1、左定子2、機(jī)殼8、右端蓋7、右定子4和連接件共同組成定子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子3及相應(yīng)的轉(zhuǎn)子支架9和轉(zhuǎn)軸6共同組成轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。
鐵心端面如圖2所示，其中轉(zhuǎn)子鐵心雙面開槽，以嵌放極數(shù)分別為2p和2q的兩套三相對(duì)稱轉(zhuǎn)子繞組，然后再反相序或同相序聯(lián)接形成一套轉(zhuǎn)子繞組；而兩個(gè)定子鐵心均單面開槽，且分別嵌放極數(shù)分別為2p和2q的獨(dú)立三相對(duì)稱定子繞組。運(yùn)行時(shí)整臺(tái)電機(jī)相當(dāng)于2p和2q極電機(jī)的串級(jí)聯(lián)接，當(dāng)兩套轉(zhuǎn)子繞組反相序相連時(shí)，電機(jī)的等效極數(shù)為(2p+2q)，當(dāng)兩套轉(zhuǎn)子繞組同相序相連時(shí)，電機(jī)的等效極數(shù)為(2p-2q)。作為變頻調(diào)速電機(jī)運(yùn)行時(shí)，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(yīng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，2p極定子繞組直接由工頻電網(wǎng)饋電，2q極的定子繞組短接。作為同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)，2p極定子繞組仍由工頻電網(wǎng)饋電，2q極的定子繞組由直流電源供電。
權(quán)利要求1.一種盤式無刷雙饋交流電機(jī)，包括兩個(gè)定子、一個(gè)轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子支架、轉(zhuǎn)軸、軸承、端蓋、機(jī)殼，其特征在于，該電機(jī)轉(zhuǎn)軸左端由內(nèi)到外依次裝配有軸承和左端蓋，左定子固定于左端蓋上，轉(zhuǎn)軸右端由內(nèi)到外依次裝配有軸承和右端蓋，右定子固定于右端蓋上，轉(zhuǎn)軸中部沿垂直方向由內(nèi)到外依次裝配有轉(zhuǎn)子支架、轉(zhuǎn)子和機(jī)殼。
2.如權(quán)利要求1所述的盤式無刷雙饋交流電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子的鐵心雙面開槽，以嵌放極數(shù)分別為2p和2q的兩套三相對(duì)稱轉(zhuǎn)子繞組，然后再反相序或同相序聯(lián)接形成一套轉(zhuǎn)子繞組。
3.如權(quán)利要求1所述的盤式無刷雙饋交流電機(jī)，其特征在于所述兩個(gè)定子的鐵心均單面開槽，且分別嵌放極數(shù)分別為2p和2q的獨(dú)立三相對(duì)稱定子繞組。
專利摘要一種盤式無刷雙饋交流電機(jī)，包括兩個(gè)定子、一個(gè)轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子支架、轉(zhuǎn)軸、軸承、端蓋、機(jī)殼，該電機(jī)轉(zhuǎn)軸左端由內(nèi)到外依次裝配有軸承和左端蓋，左定子固定于左端蓋上，轉(zhuǎn)軸右端由內(nèi)到外依次裝配有軸承和右端蓋，右定子固定于右端蓋上，轉(zhuǎn)軸中部沿垂直方向由內(nèi)到外依次裝配有轉(zhuǎn)子支架、轉(zhuǎn)子和機(jī)殼。其中轉(zhuǎn)子鐵芯雙面開槽，以嵌放極數(shù)分別為2p和2q的兩套三相對(duì)稱轉(zhuǎn)子繞組，然后再反相序或同相序聯(lián)接形成一套轉(zhuǎn)子繞組；而兩個(gè)定子鐵芯均單面開槽，且分別嵌放極數(shù)分別為2p和2q的獨(dú)立三相對(duì)稱定子繞組。該電機(jī)不僅軸向長(zhǎng)度短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且兩套繞組之間的耦合較好，電機(jī)的功率密度和力能指標(biāo)較高，對(duì)兩套定子繞組的極數(shù)組合沒有任何限制。
文檔編號(hào)H02K1/22GK2831596SQ20052009255
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2005年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月20日
發(fā)明者張鳳閣, 王鳳翔, 王正, 宗鳴, 孫廣貴 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)