[发明专利]一种三相电机改造为五相电机的设计方法

说明书

本发明提供一种三相电机改造为五相电机的设计方法。所述方法包括：改造前后电机定转子内外径尺寸不变，以改造前后定子槽面积相等为原则，设计五相电机定子槽尺寸；以永磁体总体积不变、磁化方向长度、轴向长度不变为原则，设计永磁体宽度；以槽满率不变为原则，计算绕组和线径；对改造后参数进行磁路计算，将改造后的电机气隙磁密B_δ、定子轭部磁密B_j1、转子轭部磁密B_j2、定子齿磁密B_t1、转子齿磁密B_t2与原三相电机进行对比，使改造后的五相电机各部分磁密保持在工程允许误差范围内。本发明在不改变三相电机外形尺寸及输出性能的基础上，将三相电机改造为五相电机，提高了电机的容错运行能力。

技术领域

本发明提供一种三相电机改造为五相电机的设计方法，具体涉及电机设计领域。

背景技术

随着工业场合中电机应用规模的不断扩大，对电机稳定运行的要求越来越高。三相电机因其结构相对简单、设计容易实现的优势，在工业现场得到了广泛的应用。然而当电机驱动系统发生故障时，三相电机会造成不对称运行的问题，产生转矩脉动，影响系统稳定性。与传统三相电机相比，五相电机具有效率高、转矩密度高、转矩脉动小及容错能力强等优点，五相电机相数的增加提高了控制的自由度和设计的灵活性。电机发生故障时，利用五相电机相数冗余的特性，可实现五相电机故障状态下的无扰容错控制，提高故障发生时电机的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提高电机运行稳定性，使电机在故障时仍能维持一定的输出，提出了根据电机改造前后气隙磁密B_δ、定子轭部磁密B_j1、转子轭部磁密B_j2、定子齿磁密B_t1、转子齿磁密B_t2基本保持不变的原则，将三相电机改造为五相电机的设计方法。其技术内容为：

一种三相电机改造为五相电机的设计方法，其特征在于：设计过程具体包含以下步骤：

步骤一、保证电机定子和转子的内外径尺寸不变，根据改造前后定子槽面积相等的原则，设计五相电机定子槽尺寸；

步骤二、根据所用永磁体总量不变、磁化方向长度h_m、轴向长度L_m不变的原则，设计永磁体宽度b_m；

步骤三、根据改造前后电机槽满率不变的原则对线径和绕线方式进行设计；

步骤四、计算改造后的电机气隙磁密B_δ、定子轭部磁密B_j1、转子轭部磁密B_j2、定子齿磁密B_t1、转子齿磁密B_t2与原三相电机进行对比；

步骤五、根据工程实际确定允许误差，重复上述步骤，将各部分磁密控制在允许误差范围内，设计完成；

本发明与现有技术相比，利用电机改造前后气隙磁密B_δ、定子轭部磁密B_j1、转子轭部磁密B_j2、定子齿磁密B_t1、转子齿磁密B_t2基本保持不变的原则，在不改变三相电机外形尺寸及输出性能的基础上，将三相电机改造为五相电机，提高了电机运行稳定性，使电机在故障时具有容错运行能力。

附图说明

图1是电机设计流程图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

一种三相电机改造为五相电机的设计方法，为提高电机运行稳定性，使电机在故障时仍能维持一定的输出，将三相永磁电机改造为具有容错能力的五相永磁电机。具体实施步骤如下：