[实用新型]一种无刷双馈电机

说明书

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，特别涉及一种无刷双馈电机。

背景技术

交流无刷双馈电机适用于变频调速系统，其特点包括有运行可靠和所需变频器容量小等。这种电机定子上有两套绕组，一套是极对数为p₁的工作绕组，另一套是极对数为p₂的控制绕组。工作绕组接入电网电源，其会产生极对数为p₁的旋转磁场，控制绕组也接入电网电源，会产生极对数为p₂的旋转磁场，如这时控制绕组接入变频电源，改变变频电源的频率，就可以改变电机转速。交流无刷双馈电机也能作为发电机运行，用于风力或水力发电等需要做到变速恒频输出电能的场合。

在《电工技术杂志》2002年第1期“无刷双馈变频调速电动机的原理及在发电厂辅机拖动中的应用前景”一文中就介绍了无刷双馈电机的上述工作原理及工程应用中存在的一些问题。由于现有无刷双馈电机定子上布置有两套绕组，接入两种交流电源，这样使得定子上绕组结构变得复杂，电磁材料的有效利用率与常规电机相比较低，虽然也可以利用诸如单绕组变极等技术措施使得一套绕组兼有两种极数，但适用场合有限，一般也很少应用。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供了一种无刷双馈电机，其定子结构简单，且工作时只需接入一种交流电源，但仍具有无刷双馈电机的功能与优点。

普通无刷双馈电机的工作绕组接电网电源，控制绕组接变频器。当作为电动机运行时，调节变频器输出频率可以改变电机转速；当作为发电机运行时，拖动发电机的原动机转速改变时，调节变频器输出频率可保持发电机输出频率不变。无刷双馈电机转速n和交流电源频率的关系式为可见，普通无刷双馈电机的转速n与工作绕组电流频率f₁、工作绕组产生的磁场的极对数p₁、控制绕组电流频率f₂以及控制绕组产生的磁场的极对数p₂密切相关。发明人注意到：如果控制绕组电流频率f₂＝0，也即接入恒定不变的直流电源时，这时极对数为p₂的控制绕组将产生频率不变的直流磁场，由于工作绕组产生的磁场的极对数p₁和控制绕组产生的磁场的极对数p₂为固定不变的，所以无刷双馈电机的转速n将由工作绕组的频率f₁决定。这时，可用极对数为p₂的永磁铁代替极对数为p₂直流磁场，使定子上只留下工作绕组，从而大大简化了电机的定子绕组结构。这时若要改变电机转速n，工作绕组接入变频电源并改变频率f₁即可。改变后的电机仍存在两种极对数不同的磁场，仍具有无刷双馈电机的优点。转子则仍然可以和普通无刷双馈电机一样，采用特殊设计的磁阻式或是绕组式结构。与普通无刷双馈电机不同的是，工作绕组必须采用变频电源供电。

为了解决现有技术中存在的问题，达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种无刷双馈电机，包括定子铁芯，定子铁芯包括定子槽和铁芯轭部，该电机工作时内部存在极对数不同的第一磁场和第二磁场。第一磁场为交流磁场，该交流磁场由绕在定子槽上的工作绕组产生，该工作绕组接变频交流电源；第二磁场为直流磁场，该直流磁场由放置于铁芯轭部的偶数个永磁铁产生，每个永磁铁沿定子铁芯圆周切向方向充磁，相邻的永磁铁的充磁方向相反。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在无刷双馈电机定子上放置永磁铁，使现有的无刷双馈电机定子绕组结构得到简化。该电机利用了无刷双馈电机的工作原理，与普通无刷双馈电机一样，工作时定子上具有两种不同极对数的磁场，但本电机产生的磁场的极对数为p₂的控制绕组用具有相同极对数的永磁铁替代，这样定子上就只剩一套工作绕组，从而简化了定子绕组结构。工作时工作绕组接入变频交流电源，改变交流电源的频率，即可改变电机的转速。同时，因为定子上仍具有两种极对数不同的磁场，因此该电机仍具有运行可靠、所需变频器容量小等优点。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制，在附图中：

图1是定子铁芯结构示意图；

图2是定子槽数为24，工作绕组的极对数为4时的槽号相位图；

图3是工作绕组的槽号相位分布图；

图4是工作绕组的接线图。