CN201742274U - 高可靠性永磁电机双绕组冗余结构 - Google Patents

高可靠性永磁电机双绕组冗余结构 Download PDF

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许路
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Abstract

本实用新型公开了一种高可靠性永磁电机双绕组冗余结构，所述永磁电机采用内、外定子铁芯并联结构，内、外定子铁芯上各有一套独立的绕组，两两套绕组在空间径向重叠，两套绕组之间通过杯形的转子磁钢在空间上实现隔离。本实用新型的优点是内外定子的独立绕组在空间上完全解耦，通过转子形成物理隔离，一套绕组的损坏一般不会对另一套绕组产生破坏，大大提高了永磁电机的可靠性；由于两套绕组的端部在空间轴向位置是重叠的，不会因为两套绕组的存在而增加电机的总长度，从而减小体积、提高材料的有效利用率。

Description

高可靠性永磁电机双绕组冗余结构
技术领域
    本实用新型涉及一种永磁电机的绕组结构，特别涉及一种高可靠性永磁电机双绕组冗余结构。
背景技术
在一些特殊领域，如航空航天、武器装备等领域，可靠性是一项重要指标。永磁电机在提高可靠性方面通常采用双余度设计，由于永磁转子部分不易失效，因此往往对绕组部分采用双余度设计。根据双余度结构的不同，可分为并联结构型和串联结构型。所述的并联双余度结构只有一套定子铁芯5和一套转子铁芯3，定子铁心5上隔槽嵌放着两套独立的电枢绕组1和绕组2，共用电机转轴8及短转子铁芯3、短磁钢4，两套绕组有的在空间相差一定电角度，其结构示意图如图1、图2所示，其中图1为横切面示意图，图2为纵切面示意图。另有一种并联结构两套绕组完全相同放置，在空间上同相位。并联结构的特点是电机长度可相对较小，但由于绕组共用一个定子，绕组端部在空间上耦合在一起，如果一套绕组发生破坏，另一套绕组也极易损坏，实际上可靠性提高不大。
如图3所示，所述的串联结构型永磁同步电动机是由两个独立的永磁电机定子同轴同壳安装,它有两个独立的定子铁芯即左定子铁芯14和右定子铁芯15，每个定子铁芯上各有一套绕组，两套绕组在空间上解耦,共用一个公共的长磁钢9和长转子铁芯11。串联结构的特点是两套绕组从空间上可实现隔离，一套绕组出现故障不易对另外一套造成损坏，从而提高了可靠性，但是不利之处是两套绕组各有两个端部，造成了电机长度很长，体积过大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种既提高永磁电机的可靠性，同时电机体积小的的高可靠性永磁电机双绕组冗余结构。
为了解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种高可靠性永磁电机双绕组冗余结构，所述永磁电机采用内、外定子铁芯并联结构，内、外定子铁芯上各有一套独立的绕组，两套绕组在空间径向重叠，两套绕组在空间上完全解耦，互为备份，两套绕组之间通过杯形的转子磁钢在空间上实现隔离。
所述转子磁钢通过转子磁钢骨架与电机转轴连接，构成电机转子。
所述的转子磁钢骨架采用非磁性材料制成。
所述内定子铁芯通过内定子骨架及端盖、机壳与外定子铁芯构成一体。
本实用新型的优越功效在于：
1）由于内外定子的独立绕组在空间上完全解耦，通过转子形成物理隔离，一套绕组的损坏一般不会对另一套绕组产生破坏，大大提高了永磁电机的可靠性；
2）由于两套绕组的端部在空间轴向位置是重叠的，不会因为两套绕组的存在而增加电机的总长度，从而减小体积、提高材料的有效利用率。
附图说明
图1是一种传统的并联结构双余度永磁电机横切面结构示意图；
图2是图1所示电机的纵切面结构示意图；
图3是串联结构双余度永磁电机纵切面结构示意图；
图4是本实用新型的结构示意图；
图中标号说明
1—绕组一；                           2—绕组二；
3—短转子铁芯；                       4—短磁钢；
5—定子铁芯；                         6—绕组左端部；
7—绕组右端部；                       8—转轴一；
9—长磁钢；                           10—转轴二；
11—长转子铁芯；                      14—左定子铁芯；
15—右定子铁芯；                      16—左定子绕组左端部； 
17—左定子绕组右端部；                18—右定子绕组左端部；
19—右定子绕组右端部；                20—外定子铁芯；
21—内定子铁芯；                      22—外定子绕组左端部；
23—外定子绕组右端部；                24—内定子绕组左端部；
25—内定子绕组右端部；                26—转子磁钢骨架；
27—内定子骨架；                      28—转轴三；
29—杯形转子磁钢。
具体实施方式
请参阅附图所示，对本实用新型作进一步的描述。
如图4所示，本实用新型提供了一种高可靠性永磁电机双绕组冗余结构，所述永磁电机采用内、外定子铁芯并联结构，内定子铁芯21、外定子铁芯20上各有一套独立的绕组，两套绕组在空间上完全解耦，互为备份，两套绕组之间通过杯形的转子磁钢29在空间上实现隔离。当其中一个绕组损坏时，不易对另一套绕组产生破坏，从而提高电机的可靠性。另外，由于外定子绕组左端部22和内定子绕组左端部24在空间上径向重叠、外定子绕组右端部23和内定子绕组右端部25在空间上径向重叠，使得在具有两套绕组的情况下，电机的轴向长度增加不多，从而降低电机的总体积、提高材料利用率。
所述转子磁钢29通过转子磁钢骨架26与电机转轴三28连接，构成电机转子。
所述的转子磁钢骨架26采用非磁性材料制成。
所述内定子铁芯21通过内定子骨架27及端盖、机壳与外定子铁芯20构成一体。

Claims (4)

1.一种高可靠性永磁电机双绕组冗余结构，其特征在于：所述永磁电机采用内、外定子铁芯并联结构，内、外定子铁芯上各有一套独立的绕组，两套绕组在空间径向重叠，两套绕组之间通过杯形的转子磁钢在空间上实现隔离。
2.按权利要求1所述的高可靠性永磁电机双绕组冗余结构，其特征在于：所述转子磁钢通过转子磁钢骨架与电机转轴连接，构成电机转子。
3.按权利要求2所述的高可靠性永磁电机双绕组冗余结构，其特征在于：所述的转子磁钢骨架采用非磁性材料制成。
4.按权利要求1所述的高可靠性永磁电机双绕组冗余结构，其特征在于：所述内定子铁芯通过内定子骨架及端盖、机壳与外定子铁芯构成一体。
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