CN106712424A - 一种具有单元组合形式的旋转电机 - Google Patents

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许东来
来星晨
孙国芹
李豫新
魏立娇
夏骁霄
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Beijing University of Technology
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02—Details
    • H02K21/021—Means for mechanical adjustment of the excitation flux
    • H02K21/028—Means for mechanical adjustment of the excitation flux by modifying the magnetic circuit within the field or the armature, e.g. by using shunts, by adjusting the magnets position, by vectorial combination of field or armature sections

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Abstract

本发明公开了一种具有单元组合形式的旋转电机，属于机械、电机设计制造领域；该电机根据旋转电机转子在旋转过程中电枢绕组利用率高低交替的特点，进行单元组合式结构设计，通过设定的控制方法，控制单元电机高效运行；各单元电机独立交错运行，相比传统旋转电机，能够通过采用单元电机组合结构设计，使电机能够根据不同的使用环境，采用不同的单元组合方式，以达到节能降耗以及环境保护的目的。

Description

一种具有单元组合形式的旋转电机
技术领域
本发明涉及一种具有单元组合形式的旋转电机，属于机械、电机设计制造领域。
背景技术
我国电机产品虽然种类繁多，但效率普遍不高，严重存在"大马拉小车"的现象，高效电机的推广与应用已经刻不容缓。国家发改委在2006～2020年的节能中长期规划中，将电动机系统节能工程列为十大节能重点工程之一。目前我国各类电动机总容量约4.2亿千瓦，用电量约占全国用电量的60％，电动机的供电电源目前大多为火力发电设备，增加发电量必然会增加温室气体的排放，从而增大对环境的污染。在工业能耗居高不下的背景下，我国将通过提高电动机能效的方式，促进节能减排目标的实现，“十一五”期间要重点推广高效节能电动机等产品。本发明涉及的单元组合形式的旋转电机能够根据不同的工况，改变其单元组合方式，最终达到节能减排的目的。
发明内容
在传统旋转电机中，由于电枢绕组为单一电源供电，电机运行时，其对应输出有效作用力较小区域的定子绕组通断无法独立控制。对应区域定子齿电枢绕组利用率较低，在电机控制过程中如果能够实现将对应定子电枢绕组利用率较低的绕组单独通断，使电机绕组高效工作，继而提高电机的运行效率成为可能，从而达到节能减排。
一种具有单元组合形式的旋转电机，包括转子1、若干个单元电机定子2；定子在圆周方向分成若干个单元，每个单元内均设置有独立的位置传感器和独立的绕组，并进行独立的电源供电；转子1与每个单元组成单元电机。
将单元电机的组合形式引入到旋转电机中，即根据电机内定子齿与永磁极之间径向力的分布规律，将定子在圆周方向分成若干个单元。
根据传统电机定子齿和永磁块之间的作用力的高效区和低效区的分布特点，为了有效利用电枢绕组利用率的高效区，选择单元电机的定子数目。将三相线圈组成一个单元模块，在圆周方向，旋转电机的定子由多个相同的单元模块组成，各单元模块共用同一转子。
一种具有单元组合形式的旋转电机，旋转电机为内转子轴向磁场电机，包括：转子1、八个单元电机定子模块2、永磁体贴片3，还设置有区位传感器和电枢绕组以及微型控制器，区位传感器用于检测单元电机的运行位置。通过区位传感器信号，保证单元电机的高效运行。
电机在圆周方向布置八个单元电机模块。单元电机之间共用同一转子1，且各单元对应有一套独立的功率驱动和逆变模块。在电机整体工作时，各单元电机通过位置检测，始终工作在最佳状态，多个单元电机一起向电机整体提供动力。
附图说明
图1单元电机示意图。
图2内转子轴向磁场电机单元模块示意图。
图3外转子轴向磁场电机单元模块示意图。
具体实施方式
以下将结合附图1-3对本发明做进一步陈述。
本单元组合式旋转电机的组合形式有多种，若电机处于半休眠状态或处于低效运行状态。此时一部分单元处于工作状态，大多数单元处于休眠状态；若电机处于高效运行状态。此时大部分或所有单元工作，时电机高效运行。最终根据不同的使用环境，采用不同的单元组合方式，以达到节能降耗以及环境保护的目的。
参见图2，为内转子轴向磁场电机，此电机包括：转子1、八个单元电机定子模块2、永磁体贴片3。除此之外单元电机还设置有区位传感器和电枢绕组以及微型控制器，区位传感器用于检测单元电机的运行位置。通过区位传感器信号，保证单元电机高效运行。
电机在圆周方向布置八个单元电机模块。单元电机之间共用同一转子结构，且各单元对应有一套独立的功率驱动和逆变模块。在电机整体工作时，各单元电机通过位置检测，始终工作在最佳状态，多个单元电机一起向电机整体提供动力。
参见图3，为内转子轴向磁场电机，此电机包括：转子1、八个单元电机定子模块2、永磁体贴片3。原理同图1，在圆周方向布置八个单元电机模块。
径向磁场电机，此电机包括：绕组线圈4、四个单元电机模块2。电机在半径方向布置四个单元电机模块。单元电机之间共用同一转子结构，且各单元对应有一套独立的功率驱动和逆变模块。

Claims (4)

1.一种具有单元组合形式的旋转电机，其特征在于：包括转子(1)、若干个单元电机定子(2)；定子在圆周方向分成若干个单元，每个单元内均设置有独立的位置传感器和独立的绕组，并进行独立的电源供电；转子(1)与每个单元组成单元电机。
2.根据权利要求1所述的一种具有单元组合形式的旋转电机，其特征在于：将单元电机的组合形式引入到旋转电机中，即根据电机内定子齿与永磁极之间径向力的分布规律，将定子在圆周方向分成若干个单元。
3.根据权利要求1所述的一种具有单元组合形式的旋转电机，其特征在于：根据传统电机定子齿和永磁块之间的作用力的高效区和低效区的分布特点，为了有效利用电枢绕组利用率的高效区，选择单元电机的定子数目；将三相线圈组成一个单元模块，在圆周方向，旋转电机的定子由多个相同的单元模块组成，各单元模块共用同一转子。
4.一种具有单元组合形式的旋转电机，其特征在于：旋转电机为内转子轴向磁场电机，包括：转子(1)、八个单元电机定子模块(2)、永磁体贴片(3)，还设置有区位传感器和电枢绕组以及微型控制器，区位传感器用于检测单元电机的运行位置；通过区位传感器信号，保证单元电机的高效运行；
电机在圆周方向布置八个单元电机模块；单元电机之间共用同一转子(1)，且各单元对应有一套独立的功率驱动和逆变模块；在电机整体工作时，各单元电机通过位置检测，始终工作在最佳状态，多个单元电机一起向电机整体提供动力。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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