[发明专利]一种模块化永磁电机

说明书

本发明涉及一种模块化永磁电机，具体涉及一种模块化16极18槽永磁电机，属电机技术领域。它包括定子组件和转子组件，定子组件由定子铁心和电枢绕组组成，定子铁心上开十八个槽，包括三种不同宽度的槽：九个中间槽，六个端部槽和三个调磁槽，调磁槽将十五个中间槽和端部槽间隔为三个结构完全相等的定子铁心模块。定子槽内设置电枢绕组，绕组采用集中绕组结构，紧邻三个调磁槽的六个齿上的线圈匝数大于或等于中间齿上线圈匝数。转子组件由转子铁心和永磁体组成。该永磁电机的结构实现单元电机模块化设计，适于用于容错控制，同时利于降低电机的定位力波动，提高转矩密度。

技术领域

本发明涉及一种模块化永磁电机，尤其涉及一种模块化16极18槽永磁电机，属于电机领域。

背景技术

在对可靠性要求高的电机系统中，需要考虑电机的容错性能，对电机进行容错结构设计。在容错电机中，采用多相绕组结构或者多套绕组结构设计为常用的方法。在电机开路故障时，常断开故障相绕组或者故障相所在的整套绕组，并对剩余的绕组采用合理的电流控制策略，以使电机故障状态下仍能输出一定的转矩，满足应用系统的需要。采用多相绕组结构的电机，电机的控制策略复杂。而采用多套绕组结构的方案，故障后切除其中一套绕组后，电机能输出的转矩大幅度下降。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种模块化16极18槽永磁电机，能够解决传统容错永磁电机控制复杂，输出转矩低的问题。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种模块化永磁电机，包括定子组件和转子组件，所述定子组件包括定子铁心和电枢绕组，所述定子铁心内侧开设有若干槽口，使定子铁心外侧形成定子铁心轭、内侧形成定子铁心齿，所述槽口包括九个中间槽、六个端部槽和三个调磁槽，三个所述调磁槽将定子铁心分隔为三个结构相同的定子模块，调磁槽的槽距角大于中间槽的槽距角且大于端部槽的槽距角，所述电枢绕组设置于槽口内；所述转子组件包括转子铁心和永磁体，所述永磁体表贴或内置在转子铁心上，且沿转子铁心周向均匀分布，所述定子组件和转子组件之间留有气隙。

对上述技术方案的进一步设计为：与调磁槽相邻的为端部槽，端部槽与中间槽的槽距角为18.75°，调磁槽的槽距角为26.25°。

所述定子铁心齿包括定子端部齿和定子中间齿，与调磁槽相邻的为定子端部齿，所述定子端部齿的宽度大于或等于定子中间齿的宽度。

所述中间槽的槽面积大于端部槽的槽面积。

所述定子端部齿上线圈的匝数大于或等于中间齿上线圈的匝数。

所述定子铁心轭在与调磁槽对应处设有隔磁间隙。

本发明永磁电机通过九个中间槽、六个端部槽和三个调磁槽设计，实现定子模块化电机结构。每个中间槽和端部槽所占的槽距角为18.75°，每个端部槽的槽距角为26.25°。每个定子齿上设置有集中绕组线圈。不同的定子模块上，三相绕组的相序进行不同设置，第一个定子模块上线圈排列为：B1-Y1-Z1-C1-A1-X1；第二个定子模块上绕组相序排列为：A2-X2-Y2-B2-C2-Z2；第三个定子模块上绕组相序排列为：C3-Z3-X3-A3-B3-Y3。通过上述三种槽结构和定子模块上不同绕组排列设置，使得三个定子模块上，绕组A1-X1与绕组A2-X2和A3-X3的电角度相同或相近。同理，绕组B1-Y1与绕组B2-Y 2和B3-Y3的电角度相同或相近，绕组C1-Z1与绕组C2-Z 2和C3-Z3的电角度相同或相近。

由于不同模块上同相绕组的相位相等或相近，因此在控制时，可以采用传统三相电机的控制方式进行控制。当需要容错运行时，可以采用三三相的控制模式，即每个定子模块化与转子形成一个单元电机，每个单元电机都可以采用传统三相电机控制模式，三个模块相当于三个单元电机独立控制。当某个模块上的某相绕组出现故障时，可以将相应的绕组切换并采用多相电机控制方式实现容错控制。

本发明的有益效果为：