[发明专利]一种无刷双馈电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流双馈电机，特别是一种无刷双馈电机。

背景技术

双馈电机的功率绕组直接与工频电网连接，控制绕组通过变频器与电网连接。双馈电机功率因数可以调节，调速范围宽。在额定转速附近运行时，变频电源只需给控制绕组供电，其容量远小于电动机的额定功率，一方面降低了调速系统的成本，另一方面减少了对电网的谐波污染。因此，目前有刷双馈电机广泛应用于风力发电和交流提升系统。但是，有刷双馈电机存在电刷，容易产生机械故障，电机维护工作量大，可靠性较差，应用场合也受限制的缺点。无刷化是克服这些缺点的根本途径，但是现有的无刷双馈电机的线槽都是与转轴方向相同的直线型线槽，控制绕组和功率绕组之间存在电磁耦合关系，会在对方绕组中感应电势和消耗功率，因此现有结构的无刷双馈电机损耗较大，效率较低，不能满足工程应用的要求。

发明内容

本发明的目的是要提供一种无刷双馈电机，解决现有结构的无刷双馈电机损耗较大，效率较低，不能满足工程应用要求的问题。

本发明的目的是这样实现的：该无刷双馈电机由转轴、定子和转子构成；定子包括定子铁心、定子三相功率绕组和定子三相控制绕组，在定子铁心上有定子三相功率绕组线槽和定子三相控制绕组线槽，定子三相功率绕组和定子三相控制绕组分别安放在定子三相功率绕组线槽和定子三相控制绕组线槽内；转子包括转子铁心、转子三相功率绕组和转子三相控制绕组，在转子铁心上有转子三相功率绕组线槽和转子三控制绕组线槽，转子三相功率绕组和转子三相控制绕组分别安放在转子三相功率绕组线槽和转子三相控制绕组线槽内。

所述的定子铁心内表面有两种定子线槽：定子三相功率绕组线槽和定子三相控制绕组线槽，定子三相功率绕组线槽是直线型，其方向与转轴方向相同，定子三相功率绕组安放在定子三相功率绕组线槽中；定子三相控制绕组线槽是包围转轴的圆环型结构线槽，定子三相控制绕组的有效边安放在定子三相控制绕组线槽中，定子三相控制绕组的端接边安放在定子三相功率绕组线槽中。

所述的转子铁心外表面有两种转子线槽：转子三相功率绕组线槽和转子三相控制绕组线槽，转子三相功率绕组线槽是直线型，其方向与转轴方向相同，转子三相功率绕组安放在转子三相功率绕组线槽中；转子三相控制绕组线槽是包围转轴的圆环型结构线槽，转子三相控制绕组的有效边安放在转子三相控制绕组线槽中，转子三相控制绕组的端接边安放在转子三相功率绕组线槽中。

有益效果：由于采用了上述方案，本发明的无刷双馈电机由绕线异步电机子系统和变压器子系统组成，定子功率绕组和转子功率绕组构成了绕线异步电机子系统，实现机电能量的转换；定子控制绕组和转子控制绕组构成了变压器子系统，利用变压器原理实现转子功率绕组外加励磁电源频率和幅值的无电刷调节功能；利用定子控制绕组和转子控制绕组构成的变压器，实现了可逆变频器与转子功率绕组的无电刷连接，提高了电机的可靠性，降低了维护工作量；该双馈电机中的绕线异步电机子系统和变压器子系统共用铁心；定子三相功率绕组和定子三相控制绕组在空间相互垂直分布，它们之间不存在电磁耦合关系，不会在对方绕组中感应电势和消耗功率；因此，电机结构简单，体积较小；同时转子三相功率绕组和转子三相控制绕组也在空间相互垂直分布，它们之间不存在电磁耦合关系，不会在对方绕组中感应电势和消耗功率，因此电机效率高。解决了现有结构的无刷双馈电机损耗较大，效率较低，不能满足工程应用的要求的问题，达到了本发明的目的。

优点：本发明电机结构简单，体积较小；功率绕组和控制绕组在空间相互垂直分布，它们之间不存在电磁耦合关系，不会在对方绕组中感应电势和消耗功率，功率绕组和控制绕组完全解耦、结构简单、效率高。

附图说明

图1 是新结构无刷双馈电机的纵剖截面图。

图2 是新结构无刷双馈电机的定子铁心纵剖面图。

图3 是新结构无刷双馈电机的转子结构图。

图4 是新结构无刷双馈电机的定子绕组展开图。

图5 是新结构无刷双馈电机的转子绕组展开及连接图。

图6 是新结构无刷双馈电机定子的一个功率绕组线圈和控制绕组在空间的分布图。