[发明专利]一种励磁故障容错运行的电动滚筒电机

说明书

本发明提出一种励磁故障容错运行的电动滚筒电机，包括滚筒外壳、外转子铁心、定子铁心、励磁绕组、电枢绕组和轴，属于特种电机技术领域。其外转子铁心固定在滚筒外壳上，外转子上均布10个凸形的转子极；定子铁心由3个呈扇形的子铁心组成，每个子铁心上有两电枢定子极和一个励磁定子极；转子极的极弧机械角为18度，电枢定子极的极弧机械角为17度，励磁定子极的极弧机械角为34度。本发明电动滚筒电机是一种电励磁双凸极电机，并且在励磁绕组无法正常工作时该电机能够以开关磁阻工作模式运行，在不增加电机尺寸、重量、结构复杂程度的同时保证了电动滚筒的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种励磁故障容错运行的电动滚筒电机，属于特种电机领域。

背景技术

电动滚筒是把电动机联合减速器协同装于滚筒体内部的一种驱动装置，其具有结构紧凑、占据空间小、传动效率高、密封性好，适合在潮湿、多粉尘、易发生爆炸等恶劣环境下工作等特点，因此作为带式输送机或辊子输送机的驱动装置被广泛应用在冶金、采矿、煤炭、粮食、化工、航空交通等行业，在国民经济中作用可见一般。

然而，电动滚筒在使用时出现的各种问题会直接威胁到人和设备的安全,保证电动滚筒的可靠使用已经成为重要的研究课题。电动滚筒电机作为电动滚筒的关键部件，其可靠性直接决定了电动滚筒的安全使用。因此，有必要研究一种适用于电动滚筒且具有高可靠性的电机。

目前，绝大部分电动滚筒使用的电机是内转子电机，该电机需要采用齿轮减速器把动力传输到滚筒外体上，因此机械结构较为复杂，体积庞大。例如相关授权的发明专利：一种滚筒电机定子结构，专利号： 200910266590.1，发明了一种滚筒电机定子结构，采用条形定子铁芯结构，在其自然展开状态下，增大了定子槽内线圈绕组容积，提高了槽满率，电机工作效率得到很大的提高，电机性能非常好。

另外，在已有的专利申请中也有一些电动滚筒使用的是外转子电机，例如已授权的专利：一种双凸极无刷电动机直接驱动的内装式电动滚筒，专利号：201320170980.0，提出了一种双凸极无刷电动机直接驱动的内装式电动滚筒，该电机结构简单，而且减小了电动滚筒的体积重量，提高了电动滚筒的可靠性，并且使电动滚筒更适合应用于矿山等恶劣环境。

目前传统的三相电励磁双凸极电机一个励磁线圈给三个电枢绕组提供励磁，该电机励磁绕组的端部长度较长，因此励磁损耗较大，占用的体积较大，成本也高。另外传统的多相双凸极电机还存在各相不对称问题（详见本申请作为第一发明人发表的论文《各相对称的五相电励磁双凸极发电机电磁特性分析》. 中国电机工程学报2016. 36 (10)）。本申请作为第一发明人提出了跨一个定子极绕制的电励磁双凸极电机“授权号ZL201510010867X，一种直驱电动滚筒用电机”，但这种电机励磁绕组个数较多，因此轴向占用的漆包线多，空间大且励磁效率低。因此打破常规思维，提出一种一个励磁源能给多个定子极提供励磁，且各相性能对称的双凸极电机。

目前申请人经国内外检索，尚未检索到本发明所涉及的利用电励磁双凸极工作原理，并且在励磁绕组无法正常工作时能够以开关磁阻工作模式正常工作的一种驱动电机设计。本发明能够在不增加驱动电机尺寸、重量、结构复杂程度的同时保证电动滚筒的可靠性。

发明内容

为了发明一种布置方便、性能可靠的一种励磁故障容错运行的电动滚筒电机，本发明采用如下技术方案：

一种励磁故障容错运行的电动滚筒电机，包括滚筒外壳、外转子铁心、定子铁心、励磁绕组、电枢绕组和轴，外转子铁心固定在滚筒外壳上，其特征在于：

外转子铁心内侧均布有10个凸形的转子极，转子极的极弧长度占转子极极距的一半；

定子铁心均由3个呈扇形的子铁心组成，子铁心均匀的固定在轴上；

每个子铁心上有两个电枢定子极和一个励磁定子极，其中电枢定子极位于扇形的两侧，励磁定子极位于扇形的中间；电枢定子极的极弧机械角为17度；