CN105656273A - 一种双余度分数槽隔槽嵌放无刷直流电机及嵌线方法 - Google Patents

一种双余度分数槽隔槽嵌放无刷直流电机及嵌线方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于永磁无刷直流电机技术，涉及一种高压、大功率双余度共转子无刷直流电机及嵌线方法，采用了分数槽绕组，每极每相槽数q为0.5，磁钢极对数为2，每余度绕组为6个槽，共12个槽，单数槽和双数槽分别嵌两个余度的绕组，采用集中式绕组方式。电机采用两套霍尔器件作为轴位置传感器，每套霍尔器件均可单独或同时控制两套绕组工作。本发明改善了以往两套绕组嵌在同一个槽内无法实际隔离的状态，减少了高压、大功率电机工作时绕组正常发热所造成的交互影响；有效提高槽满率，有利于进一步提高电机的性能，同时集中绕组形式可以实现绕线嵌线自动化，可以大大提高加工效率。

Description

一种双余度分数槽隔槽嵌放无刷直流电机及嵌线方法
技术领域
本发明涉及一种高压、大功率双余度无刷直流电机的设计技术。
背景技术
传统双余度整数槽无刷直流电机，采用同槽内嵌入两组线圈形式，不利于两个余度电机绕组之间的物理隔离，存在各线圈之间多次交叠的问题，造成绕组内部热量堆积同时降低两个余度电机绕组的使用寿命；采用隔槽嵌放方式时需要多加工一倍的槽数或者需要多一套轴位置传感器，造成定子冲片加工难度增加、电机控制难度增加。
双余度分数槽隔槽嵌放无刷直流电机通过分数槽磁路设计，可实现在原整数槽电机的基础上不增加定子铁芯的冲片槽数，两个余度电机绕组的隔槽嵌放；通过集中绕组设计，消除各绕组之间的多次交叠，实现绕组各线圈之间的物理隔离，利于绕组内部热量散热，同时大大减轻绕组嵌线难度，有效提高电机运行可靠性。
发明内容
本发明的目的是：提出双余度分数槽隔槽嵌放无刷直流电机及嵌线方法。
本发明的技术方案是：一种双余度分数槽隔槽嵌放无刷直流电机，其特征在于：电机转子磁钢的极对数为2；对应每个余度电机绕组定子铁芯的冲片槽槽数为6，每极每相的槽数q为0.5；相邻两个槽所占电角度为120°，并且这两个槽中的线圈分别为各自余度电机绕组的相同相；定子铁芯的冲片槽中的奇数槽和偶数槽分别为双余度电机的绕组所用，双余度电机的绕组在空间上有相同的电角度。两个余度的绕组展开图如说明书附图2所示，其中数字代表槽数。
一种双余度分数槽隔槽嵌放无刷直流电机的嵌线方法，其特征在于：每个余度电机绕组共有六个线圈，根据电机的性能指标要求确定每个线圈的匝数和漆包线线径；
余度一电机绕组嵌线时，第一个线圈的原边嵌入第1个槽，副边嵌入第3个槽；第二个线圈的原边嵌入第3个槽，副边嵌入第5个槽，以此类推，直到第六个线圈的原边嵌入11个槽，副边嵌入第1个槽；则此余度绕组嵌线完毕；然后每个线圈的副边出线短接，第1、4个线圈的原边短接并引出A相绕组引出线，第2、5个线圈的原边短接并引出B相绕组的引出线，第3、6个线圈的原边短接并引出C相绕组的引出线；
余度二电机绕组嵌线时，将线圈分别嵌在第2、4、6、8、10、12个槽内，具体嵌线方式与余度一电机绕组相同。
本发明的优点是：本发明的双余度分数槽隔槽嵌放无刷直流电机及嵌线方法，通过分数槽技术和集中绕组形式，实现了双余度共转子无刷直流电机两套绕组的物理隔离，在不需要增加定子铁心槽数的情况下，改善了以往整数槽电机两套绕组嵌在同一个槽内无法物理隔离的状态；通过集中绕组设计，消除各绕组之间的多次交叠，利于绕组内部热量散热，减少各线圈间的相互影响，减少了高压、大功率电机工作时绕组正常发热所造成的交互影响，避免了电机工作中非正常工作状态下某一余度的绕组严重发热时对另一余度的绕组造成损伤；有效提高电机运行可靠性。分数槽集中绕组降低了绕组嵌线难度，有效提高槽满率，有利于进一步提高电机的性能，同时集中绕组形式可以实现绕线嵌线自动化，可以大大提高加工效率。
由于双余度电机的绕组在空间上有相同的电角度，可以采用同一套轴位置传感器对两余度绕组进行控制，因此本双余度电机的两个余度绕组，既可以分别独立工作，又可以在同一套轴位置传感器的情况下实现两套绕组同时工作。
附图说明
图1是双余度分数槽隔槽嵌放无刷直流电机定子铁芯示意图，图上数字代表槽数；
图2是双余度分数槽隔槽嵌放无刷直流电机单个余度的绕组展开图。
具体实施方式
每个余度电机绕组共有六个线圈，根据电机的性能指标要求确定每个线圈的匝数和漆包线线径；
余度一电机绕组嵌线时，第一个线圈的原边嵌入第1个槽，副边嵌入第3个槽；第二个线圈的原边嵌入第3个槽，副边嵌入第5个槽，以此类推，直到第六个线圈的原边嵌入11个槽，副边嵌入第1个槽；则此余度绕组嵌线完毕；然后每个线圈的副边出线短接，第1、4个线圈的原边短接并引出A相绕组引出线，第2、5个线圈的原边短接并引出B相绕组的引出线，第3、6个线圈的原边短接并引出C相绕组的引出线；
余度二电机绕组嵌线时，将线圈分别嵌在第2、4、6、8、10、12个槽内，具体嵌线方式与余度一电机绕组相同。
实施例
余度一电机绕组嵌线时，第一个线圈的原边嵌入第1个槽，副边嵌入第3个槽；第二个线圈的原边嵌入第3个槽，副边嵌入第5个槽，以此类推，直到第六个线圈的原边嵌入11个槽，副边嵌入第1个槽；则此余度绕组嵌线完毕；然后每个线圈的副边出线短接，第1、4个线圈的原边短接并引出A相绕组引出线，第2、5个线圈的原边短接并引出B相绕组的引出线，第3、6个线圈的原边短接并引出C相绕组的引出线；
余度二电机绕组嵌线时，将线圈分别嵌在第2、4、6、8、10、12个槽内，具体嵌线方式与余度一电机绕组相同。
本双余度电机的两个余度绕组，使用同一套轴位置传感器，不需要更改相序定义即可在两个余度电机绕组间进行切换，控制每个余度电机绕组单独工作；也可以控制实现两个余度电机绕组同时工作。

Claims (2)

1.一种双余度分数槽隔槽嵌放无刷直流电机，其特征在于：电机转子磁钢的极对数为2；对应每个余度电机绕组定子铁芯的冲片槽数为6，每极每相的槽数q为0.5；相邻两个槽所占电角度为120°，并且这两个槽中的线圈分别为各自余度电机绕组的相同相；定子铁芯的冲片槽中的奇数槽和偶数槽分别为双余度电机的绕组所用，双余度电机的绕组在空间上有相同的电角度。
2.一种双余度分数槽隔槽嵌放无刷直流电机的嵌线方法，其特征在于：如权利要求1所述的每个余度电机绕组共有六个线圈，根据电机的性能指标要求确定每个线圈的匝数和漆包线线径；
余度一电机绕组嵌线时，第一个线圈的原边嵌入第1个槽，副边嵌入第3个槽；第二个线圈的原边嵌入第3个槽，副边嵌入第5个槽，以此类推，直到第六个线圈的原边嵌入11个槽，副边嵌入第1个槽；则此余度绕组嵌线完毕；然后每个线圈的副边出线短接，第1、4个线圈的原边短接并引出A相绕组引出线，第2、5个线圈的原边短接并引出B相绕组的引出线，第3、6个线圈的原边短接并引出C相绕组的引出线；
余度二电机绕组嵌线时，将线圈分别嵌在第2、4、6、8、10、12个槽内，具体嵌线方式与余度一电机绕组相同。
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