[发明专利]一种新型绕线转子无刷双馈电机

说明书

本发明公开了一种新型绕线转子无刷双馈电机，本发明属于电机技术领域，本发明的绕线转子无刷双馈电机，定子采用两套极对数分别为p_p和p_c的三相绕组；转子采用一套三相绕线绕组，每相绕组中的所有线圈按照槽号顺序依次串联，三相绕组按照Y型连接，对转子槽内的安导电流进行等效变换消去多余的线圈后转子绕组线圈之间的匝数比不同。本发明设计步骤简单且既可以用于和调制模式绕线转子无刷双馈电机的设计，也可以用于差调制模式绕线转子无刷双馈电机的设计，两种模式下电机均具有高的基波绕组系数以及低的谐波含量。

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种利用转子槽内安导电流的等效变换设计的绕线转子无刷双馈电机。

背景技术

无刷双馈电机主要应用于变速恒频领域，由于取消了滑环和电刷，故其可靠性较高。无刷双馈电机定子上设有两套极对数分别为p_p和p_c的绕组，分别称为功率绕组和控制绕组，其中：功率绕组接于电网，而控制绕组则接于变频电源。控制绕组上传递的功率远小于整个电机传递的功率，因此无刷双馈电机可以采用小容量的变频器来实现大容量的功率传递。

无刷双馈电机的性能主要依赖于转子结构，常用的转子结构主要有磁阻式，感应式和混合式。磁阻式和混合式的转子结构很难削弱气隙磁密谐波分量，使得电机的发热比较严重且电机的结构尺寸较大，电机性能较差。感应式转子分为同心式绕组和绕线式绕组，同心式绕组无法灵活调节线圈的节距和匝数，同样具有气隙磁密谐波分量大的缺点。绕线式转子结构可以采用空槽、改变线圈的节距和匝数等措施来改善气隙磁密波形，一般被认为具有良好的应用前景。传统的绕线式转子绕组的排布方案主要采用专利号“CN101510702B”以及专利号“CN202276216U”提出的齿谐波法得到，这种方法设计过程复杂且转子绕组的相数依赖于极对数p_p和p_c,齿谐波法主要应用于和调制模式，这种情况下无刷双馈电机的转速较低。将齿谐波法应用于差调制模式时，转子绕组的相数少，气隙磁密的谐波分量高，电机的性能差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于转子绕组三相电流对称原理，通过将转子槽内安导电流进行等效变换以消去多余的转子线圈来进行设计的绕线转子无刷双馈电机。

为实现上述目的，本发明设计的新型绕线转子无刷双馈电机，定子上采用两套极对数分别为p_p和p_c的三相绕组；转子绕组线圈为多匝结构，线圈之间的匝数比不同；其特征在于：转子采用一套三相绕线式绕组，每相绕组中的所有线圈按照槽号顺序依次串联，三相绕组按照Y型连接。

本发明所述的不同的转子绕组线圈匝数比是通过对转子槽内安导电流进行等效变换以消去多余的线圈后得到。

本发明的依据是转子电流三相对称原理，通过对转子槽内安导电流进行等效变换可以消去多余的转子线圈。下面具体叙述本发明的原理。

根据绕线转子无刷双馈电机的基本工作原理，要求转子绕组能够同时产生p_p和p_c对极的基波旋转磁动势，当转子绕组产生的p_p和p_c对极的基波旋转磁动势相对于转子而言旋转方向相反时，无刷双馈电机工作于和调制模式；当转子绕组产生的p_p和p_c对极的基波旋转磁动势相对于转子而言旋转方向相同时，无刷双馈电机工作于差调制模式。此外，对于绕线转子无刷双馈电机而言，还要求转子绕组产生较低的谐波旋转磁动势。

为满足上述要求，本发明的设计步骤和规律如下：