[实用新型]无刷双机械端口电机无效
申请号: | 200720087223.1 | 申请日: | 2007-09-21 |
公开(公告)号: | CN201075797Y | 公开(公告)日: | 2008-06-18 |
发明(设计)人: | 黄声华;万山明;庞珽 | 申请(专利权)人: | 华中科技大学 |
主分类号: | H02K16/02 | 分类号: | H02K16/02 |
代理公司: | 华中科技大学专利中心 | 代理人: | 方放 |
地址: | 430074湖北*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 双机 端口 电机 | ||
技术领域
本实用新型属于交流电机及其控制技术领域,具体涉及一种双转子无电刷馈电的双机械端口电机。
背景技术
交流电机调速方法包括变极调速和变频调速,除此之外,交流感应电动机还可以变转差调速。变极调速不能连续调速,应用范围有限。变频调速需要使用和电机同容量的变频器,成本高。变转差调速又分为耗能型和回馈型变转差调速,前者调速时的耗能很大,运行效率低,使用范围也有限;后者可以将电机调速时的转差能量回送电源,运行效率高,如串极调速和双馈调速系统。
目前双馈调速交流感应电机转子上有一套三相绕组,通过集电环和电刷将转子三相绕组与电能变换器连接,并通过电能变换器与交流电网交换能量,调节电机的转速。为了消除集电环和电刷之间的磨损和运行的不可靠性,20世纪初,Hunt提出原型自级联电机并于70年代由Broadway等人改进成为的无刷双馈电机;Wallace Alan K于1994年设计一种无刷双馈电机,见Wallace Alan K,A Design Procedure For theBrushless Doubly-Fed Machine Adjustable Speed Drive.ICEM,1994,该电机定子上有功率绕组和控制绕组,通过能量变换器调节控制绕组与交流电网之间的能量流动,可以调节电机转速。这种电机只有一个机械端口,原动机不能直接传递能量到负载。
上世纪90年代,瑞典皇家工学院的Nordlund等人提出一种双机械端口电机,于2005年发表论文,见E.Nordlund,The Four-Quadrant TransducerSystem for Hybrid Electric Vehicles.Doctor’s thesis,Royal Institute ofTechnology,Stockholm,May,2005,ISBN 91-7178-057-2,ISSN 1650-674X。该电机有两个转子,一个转子(内转子)与原动机相联,另一个转子(外转子)与负载相联,原动机可以直接传递机械能到负载,调节电机内转子和定子之间的能量流动,可以调节电机转速,这种电机能量变化灵活多样,而且电能变换器的容量通常也可以不用达到系统总的容量,降低了电能变换器的成本。但这种电机内转子绕组需要通过集电环和电刷引出电流,造成电机运行效率下降、可靠性降低以及经常需要对电刷等部件进行维护等弊端。
发明内容
本实用新型提供一种无刷双机械端口电机,既有两个转子,又无集电环和电刷,通过电能变换器调节电机内转子传递的转差能量,克服无刷双馈电机原动机不能直接传递能量到负载;双机械端口电机采用电刷结构所导致的运行效率下降、可靠性降低、经常需要对电刷等部件进行维护等问题。
本实用新型的一种无刷双机械端口电机,由机械部分和电气部分组成,机械部分包括由外向内依次装设的定子、外转子和内转子,外转子的内外表面分别贴装内侧永磁体和外侧永磁体,与定子通过轴承转动连接,内转子与外转子和定子通过轴承转动连接,内、外转子轴与机械机构相连,作为动力输出或者输入;电气部分包括定子绕组、内转子绕组和交-直-交电能变换器,其特征在于:
所述定子绕组包括定子功率绕组和定子感应绕组;所述内转子绕组包括转子功率绕组和转子感应绕组;
转子功率绕组与外转子的内侧永磁体对应,它们之间的磁场相互耦合;转子感应绕组与定子感应绕组对应,它们之间的磁场相互耦合;定子功率绕组与外转子的外侧永磁体对应,它们之间的磁场相互耦合;
定子的两套绕组通过交-直-交电能变换器相连接,内转子两套绕组直接内部串联。
所述的无刷双机械端口电机,其特征在于:所述交-直-交电能变换器包括整流器和逆变器,整流器交流侧与定子感应绕组电气连接,逆变器交流侧与定子功率绕组电气连接,整流器和逆变器的直流侧互相电气连接。
所述的无刷双机械端口电机,其特征在于:所述整流器和逆变器之间并联直流电源,调整电机输入和输出机械功率之间的不平衡,所述直流电源为蓄电池、超级电容或者直流电网中的一种。
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