[发明专利]一种磁阻式无刷双馈发电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种磁阻式无刷双馈发电机。

背景技术

无刷双馈电机要想有较好的性能，关键在于转子。近年来无刷双馈电机的转子结构主要有磁阻式转子、特殊笼型转子和绕线式转子。磁阻式转子、特殊笼型转子的工作原理是对定子绕组产生的两种极对数磁场均可在同一转子回路中同时产生感应电势。目前认为制约无刷双馈电机进入实际应用的瓶颈在于转子绕组的性能。特殊笼型转子绕组是根据“共轭”原理设计的，也即对无刷双馈电机所要求的转子两种极数，设计时保留两种极数下感应电势均同相的笼条导体，去掉不同相的笼条导体，而这样必然会导致转子导体利用率低，谐波含量大，造成电机运行效率低下，不能很好的实现无刷双馈电机对转子的要求。对于远极比转子更是难以处理。现有的绕线式转子绕组通常采用两种绕法，一种是线圈等跨距而匝数等匝分布，一种是若干组的同心式等匝数分布，这两种绕法的跨距和匝数均没有按照谐波原理灵活改变线圈的跨距以及匝数，因此存在转子绕组与定子的功率绕组和控制绕组两级绕组的感应电势不同相的线圈较多，因此高次磁动势谐波的百分比较大，对应的转子绕组谐波漏抗也较大。上述绕线式的两种方法对于远极比的电机也是很难处理。磁阻式转子部分损耗小，电机效率高，但需要无功励磁电流，因此其功率密度偏低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功率密度高、高次谐波阻抗小、效率高的磁阻式无刷双馈发电机。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括定子和转子，所述定子上布置有相互独立的极对数为p₁和极对数为p₂的控制绕组，所述转子为反应式磁阻式结构,所述转子直轴上布置有多组绕线式绕组，所述转子绕组的分组数m和直轴数n的个数相同，且m满足关系式：m＝p₁+p₂，所述转子铁芯叠片的虚拟槽数为Z_r＝K(p₁+p₂)，其中K为正整数；所述转子铁芯叠片的每个直轴部分设有H个转子槽，其中H≤K，相邻的转子槽构成一个直轴槽号组，所述转子采用反应式磁阻式结构。

所述转子采用内反应式磁阻式结构，通过在转子槽内侧的铁芯叠片上开孔形成磁阻效应。

所述转子采用外反应式磁阻式结构，通过在转子铁芯叠片圆周上开槽形成磁阻效应。

所述转子采用内、外反应式磁阻式结构，通过在转子槽内侧的铁芯叠片上开孔和圆周上开槽形成复合磁阻效应。

所述转子槽内侧的开孔为弧形结构，该弧形开孔沿直轴对称分布。

所述圆周上的开槽为U形结构，该U形开槽的开口向外且沿直轴对称分布。

所述弧形开孔通过直轴分为多组，每组的弧形开孔至少两个且为同心设置。

由上述技术方案可知，本发明依据齿谐波原理，将现有磁阻式转子结构改为绕线辅助的磁阻式结构。在利用磁阻式转子结构具有高效优点的同时，克服了磁阻式无刷双馈电机无功励磁电流大的缺点，从而提高了其功率密度。

附图说明

图1为本发明当转子采用内反应式磁阻结构时绕线辅助磁阻式转子结构图；

图2为本发明当转子采用外反应式磁阻结构时绕线辅助磁阻式转子结构图；

图3为本发明当转子采用内、外反应式磁阻结构时绕线辅助磁阻式转子结构图；

图4为本发明当转子虚拟槽数Z_r＝48，P₁＝1槽号相位图与4相槽号相位分布图；

图5为本发明当转子虚拟槽数Z_r＝48，P₂＝3槽号相位图与4相槽号相位分布图；

图6为本发明当转子虚拟槽数Z_r＝48，P₁/P₂＝1/3，转子绕组连接图；

图7为本发明当转子虚拟槽数Z_r＝48，P₁/P₂＝1/3，任一转子直轴槽号组对应的转子槽中导体数及分布图；

具体实施方式

为了阐述本发明，下面结合附图对本发明做进一步说明：