CN105743290B - 一种串联分布式永磁同步电机组装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种串联分布式永磁同步电机组装配方法，适用于永磁同步电机轨道弯道驱动，包括定子、转子和导线，定子由定子铁芯和线圈组成，转子由磁钢和转子磁轭组成，相邻的定子之间通过导线连接，相邻的定子之间角度调整范围是0～45°；本发明采用易于加工制造的多个定子间隔设置，间隔段匹配合适数量的磁钢的方法；确保定子三相绕组反电动势连续并且对称，实现了长距离及复杂路况电机组的稳定控制，降低了电机的机械制造难度，满足了智能轨道运输系统的使用要求。

Description

一种串联分布式永磁同步电机组装配方法
技术领域
本发明涉及一种串联分布式永磁同步电机组装配方法，属于永磁同步电机轨道设计技术领域。
背景技术
智能轨道分拣运输系统是智能物流、货存、货物分拣以及分类运输等行业所普遍采用的核心系统。同时，也是航天物资部门以及高效制造车间智能化、数字化和流水化的重要组成部分。在航天器制造过程中，各类卫星、空间站等航天器平台为了提高产品工程化效率，要求对产品用材料、零件以及部件进行系统管理，在制造过程中原材料供给以及零部件装配过程中，对应的物资位置分拣需要精确配送和运输系统。
对于传统轨道用电机结构一般采用直线电机结构，即电机定、转子平铺直线结构，又在轨道上平铺N-S磁极交错磁钢形成永磁结构的轨道电机定子，转子则是带有线圈绕组的短转子结构，这类电机在轨道驱动铺设过程中简单，但需要增加引出线进行复杂处理，并且不方便使用导电滑环作为信号转接。另外，有一种直线电机则是用带有绕组的铁芯定子作为直线导轨，配合一定磁钢数目的转子作为直线运动部分，特别适合在短距离平直轨道使用，该结构在数控机床已有应用，但对于长距离路线，定子不适合机械加工制造，更不适合环形弯道导轨使用，而对于一个运输系统来讲，不可避免有长距离直线导轨以及环形轨道路段，而传统直线电机都无法胜任。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种串联分布式永磁同步电机组装配方法，通过相邻的定子间隔设置，间隔段匹配合适数量的磁钢，解决了传统直线电机不适用于弧形轨道的问题，实现了电机组的弯道驱动。
本发明的技术解决方案是：
一种串联分布式永磁同步电机组装配方法，包括定子、转子和导线，定子由定子铁芯和线圈组成，转子由磁钢和转子磁轭组成，相邻的定子之间通过导线连接，相邻的定子之间角度调整范围是0～45°；
第一步：将定子设置在电机轨道中，使相邻的定子间隔3块磁钢的长度，其中，定子每极每相下的槽数是偶数；
第二步：将磁钢按照N极与S极交错的方式依次安装在转子磁轭上，每个转子磁轭上的磁钢数量不少于7块；
第三步：根据转子磁轭磁极的排布规律，将定子铁芯和线圈按照整数槽连接绕制方式装配，奇数定子铁芯上的线圈与偶数定子铁芯上的线圈缠绕方向相反；
第四步：给定子通入三相直流电，检测定子相序的三相绕组反电动势是否连续并且对称，若反电动势连续并且对称则装配完毕，若反电动势不连续或者不对称则重新装配，直至反电动势连续并且对称为止。
在上述的一种串联分布式永磁同步电机组装配方法中，定子采用三相四极十二槽的结构。
在上述的一种串联分布式永磁同步电机组装配方法中，定子的数量不少于3个。
在上述的一种串联分布式永磁同步电机组装配方法中，转子的数量不少于1个。
在上述的一种串联分布式永磁同步电机组装配方法中，转子磁轭采用软磁DT4C材料。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1、本发明的定子由定子铁芯和线圈组成，结构简单、方便实用，节约了电机组的制造成本。
2、本发明相邻的定子之间角度调整范围是0～45°，实现了电机组的弯道驱动。
3、本发明定子的参数设置范围较宽，参数设置标准为单个定子每极每相下的槽数是偶数，扩大了电机组的适用范围。
4、本发明采用相邻的定子间隔3块磁钢的长度设置在电机轨道中的方式，确保定子相序的三相绕组反电动势连续并且对称，提高了电机组的稳定性。
5、本发明每个转子磁轭中的磁钢数量不少于7块，既能保障相邻的定子间隔三块磁钢的要求，又能实现转子磁轭在定子上方工作时的磁极要求，增加了电机组的可靠性。
附图说明
图1为本发明结构图
图2为本发明转子磁轭磁极效果图
图3为本发明定子的三相绕组反向串联连接绕制图
图4为本发明定子的三相绕组反向电动势图
图5为本发明第一块磁钢进入第二个定子时磁极效果图
图6为本发明第二块磁钢进入第二个定子时磁极效果图
图7为本发明第三块磁钢进入第二个定子时磁极效果图
图8为本发明电机轨道铺设路况图
其中：1定子；2转子；3导线；4定子铁芯；5线圈；6磁钢；7转子磁轭
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施例对本发明作进一步描述：
如图1所示，一种串联分布式永磁同步电机组，包括定子1、转子2和导线3，定子1由定子铁芯4和线圈5组成，转子2由磁钢6和转子磁轭7组成，定子1的数量设为3个，转子的数量设为1个，相邻的定子1之间通过导线3连接，相邻的定子1之间角度调整范围是0～45°；第一步：将定子1设置在电机轨道中，使相邻的定子1间隔3块磁钢6的长度，其中，定子1每极每相下的槽数是偶数。
如图2所示，第二步：将磁钢6按照N极与S极交错的方式依次安装在转子磁轭7上，转子磁轭7采用软磁DT4C材料，将每个转子磁轭7上的磁钢6数量设为7块。
如图3所示，第三步：根据转子磁轭7磁极的排布规律，将定子铁芯4和线圈5按照整数槽连接绕制方式装配，每个定子1采用三相四极十二槽的结构，第一个和第三个定子铁芯4上的线圈5与第二个定子铁芯4上的线圈5缠绕方向相反。
如图4所示，第四步：给定子1通入三相直流电，检测定子1相序的三相绕组反电动势是否连续并且对称，反电动势连续并且对称则装配完毕，反电动势不连续或者不对称则重新装配，直至反电动势连续并且对称为止。第一块磁钢6、第二块磁钢6和第三块磁钢6依次进入第一个定子1时，定子1相序的三相绕组反电动势呈阶梯状逐渐增加，并且幅值对称，前四块磁钢6完全进入第一个定子1时，定子1相序的三相绕组反电动势达到最大，第一个定子1上方实际工作的转子磁轭7磁极为NSNS。
如图5所示，第一块磁钢6进入第二个定子1时，位于第一个定子1和第二个定子1上方实际工作的转子磁轭7磁极为NSNN，将第二个定子铁芯4上的线圈5反向缠绕后，第二个定子1的三相绕组反向，第一块磁钢6切割线圈5的相位变换180°电角度，转子磁轭7磁极等效转化为NSNS结构，定子1相序的反电动势连续并且对称。
如图6所示，第二块磁钢6进入第二个定子1时，位于第一个定子1和第二个定子1上方实际工作的转子磁轭7磁极为NSSN，将第二个定子铁芯4上的线圈5反向缠绕后，第二个定子1的三相绕组反向，第二块磁钢6切割线圈5的相位变换180°电角度，转子磁轭7磁极等效转化为NSNS，定子1相序的反电动势连续并且对称。
如图7所示，第三块磁钢6进入第二个定子1时，位于第一个定子1和第二个定子1上方实际工作的转子磁轭7磁极为NNSN，将第二个定子铁芯4上的线圈5反向缠绕后，第二个定子1的三相绕组反向，第三块磁钢6切割线圈5的相位变换180°电角度，转子磁轭7磁极等效转化为NSNS，定子1相序的反电动势连续并且对称。
如图8所示，电机轨道由直道导轨和弯道导轨组成，轨道的不同位置上均可以实现转子2的运输，将一种串联分布式永磁同步电机组安装在轨道的直道导轨和弯道导轨上，相邻的定子1之间反向串联，给定子1通入三相直流电，定子铁芯4与线圈5产生电动势，转子磁轭7切割定子1的线圈5产生反电动势从而获得驱动力，沿电机轨道运转。
本发明的工作原理是：
当转子2以一定速度通过定子1后，定子1相序的三相绕组会产生反电动势，反电动势连续并且对称则电机能够正常运行。转子磁轭7在切割线圈5的过程中，无论在单个定子1的上方，还是相邻的定子1之间，都要保证实际工作的转子磁轭7磁极为NSNS，所以相邻的定子1采用三相绕组反向串联的方式，并间隔3块磁钢6的距离，所得反电动势连续并且对称，而且最为稳定。
本发明说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知技术。

Claims (4)

1.一种串联分布式永磁同步电机组装配方法，其特征在于：包括定子(1)、转子(2)和导线(3)，定子(1)由定子铁芯(4)和线圈(5)组成，定子(1)的数量不少于3个，转子(2)由磁钢(6)和转子磁轭(7)组成，相邻的定子(1)之间通过导线(3)连接，相邻的定子(1)之间角度调整范围是0～45°；
第一步：将定子(1)设置在电机轨道中，使相邻的定子(1)间隔3块磁钢(6)的长度，其中，定子(1)每极每相下的槽数是偶数；
第二步：将磁钢(6)按照N极与S极交错的方式依次安装在转子磁轭(7)上，每个转子磁轭(7)上的磁钢(6)数量不少于7块；
第三步：根据转子磁轭(7)磁极的排布规律，将线圈(5)按照整数槽连接绕制方式装配在定子铁芯(4)上，奇数定子铁芯(4)上的线圈(5)与偶数定子铁芯(4)上的线圈(5)缠绕方向相反；
第四步：给定子(1)通入三相直流电，检测定子(1)相序的三相绕组反电动势是否连续并且对称，若反电动势连续并且对称则装配完毕，若反电动势不连续或者不对称则重新装配，直至反电动势连续并且对称为止。
2.根据权利要求1所述的一种串联分布式永磁同步电机组装配方法，其特征在于：所述定子(1)采用三相四极十二槽的结构。
3.根据权利要求1所述的一种串联分布式永磁同步电机组装配方法，其特征在于：所述转子(2)的数量不少于1个。
4.根据权利要求1所述的一种串联分布式永磁同步电机组装配方法，其特征在于：所述转子磁轭(7)采用软磁DT4C材料。
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