[发明专利]各相绕组间无电磁耦合的六相容错永磁同步电动机

说明书

本发明公开了一种各相绕组间无电磁耦合的六相容错永磁同步电动机，定子铁心上放置两套相互独立的三相对称绕组，三相对称绕组对应相之间一次电动势相位差30°电角度，这两套绕组由两个控制器单独供电，两套绕组可以同时工作，也可以分别单独工作。各相绕组的各个线圈为集中绕组，绕组端部不重叠，而且通过设置小齿以及再在小齿两侧放置耐高温的绝热材料，不仅将各相绕组从电气角度上隔离开，而且使得相绕组之间的与端部漏磁场对应的漏互感极小，也没有槽互漏电感，同时还使得各相绕组间的热耦合很低。电枢反应磁场对应的各相绕组之间互感极小，可以近似认为各相之间无电磁耦合，容错运行时各相绕组之间的影响小。

技术领域

本发明涉及一种容错永磁同步电动机。特别是涉及一种各相绕组间低热耦合无电磁耦合的六相容错永磁同步电动机。

背景技术

永磁同步电动机具有许多优点，在可靠性要求到的电驱动系统中，使用容错永磁同步电动机更能满足系统的可靠性要求。目前，大多采用五相或六相容错永磁同步电动机。由于大多的容错永磁同步电动机的个绕组间存在互感，大多是针对一相或两相绕组开路故障时才能采取容错控制。实际中，容错永磁同步电动机在运行过程中经常发生某相绕组的部分线圈出现短路故障，此时容错永磁同步电动机仍能采取容错控制，并尽量减小短路故障绕组对正常工作绕组的不利影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种各相绕组间无电磁耦合的六相容错永磁同步电动机，能够使容错电机部分线圈短路故障时仍能容错运行，大大提高容错永磁同步电动机的容错运行能力和可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种各相绕组间无电磁耦合的六相容错永磁同步电动机，包括由电机轴，固定在电机轴上的转子铁心以及粘贴在转子铁心外周的永磁体构成的转子组件，以及位于转子组件外周的由定子铁心和定子绕组构成的定子组件，电机相数为6，按30°电角度分相，所述的定子铁心上形成有齿宽相同的Z₀＝24k(k＝1,2,…)个大齿和等间距分布的12个齿宽相同的小齿，并且，两个相邻的小齿之间有Z₀/12个大齿，且小齿的齿宽大于大齿的齿宽，所述的转子组件周向上有2p₀个N、S永磁磁极依次相间均匀布置，p₀为奇数，Z₀与p₀之间无公约数，且满足Z₀＝2p₀±2关系，所述的每一个小齿的两侧都分别设有一个第一类定子槽，在每个小齿两侧的第一类定子槽中紧贴小齿设置有耐高温的绝热材料，两个相邻的大齿之间设有(Z₀-12)/12个第二类定子槽，所述的第一类定子槽的面积大于所述的第二类定子槽面积的二分之一，Z₀个大齿的每一个大齿上绕制一个多匝线圈，两个相邻小齿之间的Z₀/12个大齿上按照相同的绕制方向绕制Z₀/12个线圈；每个线圈都有一个首端和一个尾端，所述的两个相邻小齿之间的Z₀/12个大齿上绕制的Z₀/12个线圈在所述的定子铁心圆周上沿逆时针方向前后线圈的首端和尾端之间按照尾接尾、首接首、……、尾接尾、首接首的规律形成1条相绕组支路，从而在所述的定子铁心圆周上连接成12条相绕组支路，按照逆时针方向将这12条相绕组支路的首端-尾端对应的相绕组支路的首端尾端命名规律是：首端尾端、首端尾端、尾端首端、尾端首端、首端尾端、首端尾端、尾端首端、尾端首端、首端尾端、首端尾端、尾端首端、尾端首端，且各个相绕组支路之间的互感为零；当Z₀>2p₀时，所述的12条相绕组支路的永磁电动势相位依次滞后-30°、150°、-30°、150°、-30°、150°、-30°、150°、-30°、150°、-30°电角度；当Z₀<2p₀时，所述的12个相绕组支路的永磁电动势相位依次滞后30°、210°、30°、210°、30°、210°、30°、210°、30°、210°、30°电角度；所述的12条相绕组支路中电动势大小和相位都相同的2条相绕组支路两两并联或者两两串联后组成6个相绕组，且各相绕组之间的互感为零；将所述的6个相绕组重新排序，则重新排序后的6个相绕组中永磁电动势大小相等相位依次滞后30°、90°、30°、90°、30°、90°、30°、90°、30°、90°、30°电角度；将上述重新排序后的6个相绕组的尾端连接在一起，构成一个六相对称绕组，该六相对称绕组相当于一套双Y相移30°的六相绕组，该六相对称绕组由一台具有容错控制功能的逆变器供电。