[发明专利]具有相间隔磁能力的模块化电机

说明书

本发明公开具有相间隔磁能力的模块化电机，属于发电、变电或配电的技术领域。该电机包括若干个定子模块和一个转子。若干个定子模块依次紧贴构成一个完整的定子；可选地，若干个定子模块沿圆周均匀分布，定子模块间通过外部连接件固定。定子模块包括三个定子齿和集中缠绕在中间定子齿上的电枢绕组。电枢绕组产生的磁通只经过其所在的定子模块，不经过其他定子模块，实现了不同定子模块之间的磁隔离和物理隔离。从任意定子模块起，连续的若干个定子模块位于同一个独立扇区，扇区内的所有定子模块和转子构成单元多相电机。本发明实现了电机不同绕组之间的物理隔离和磁隔离，提高了电机的电磁性能和运行可靠性，降低了电机的加工成本。

技术领域

本发明涉及电机驱动技术，具体涉及具有相间隔磁能力的模块化电机，属于发电、变电或配电的技术领域。

背景技术

目前，工业界普遍使用的电动汽车驱动电机多采用三相分布绕组，存在如下4种弊端：（1）绕组端部较长，用铜量多，电阻大，铜耗高；（2）自动化绕线工艺复杂，生产效率低；（3）绕组线圈间互感大，容错能力弱；（4）所有绕组只分为三相，每相匝数多，高速化之后对母线电压要求较高。具有模块化定子结构的电机因其加工简单，槽满率高，制造成本低而备受青睐。公开号为CN111313576A的中国专利公开了一种模块化永磁电机；公开号为CN109599958A的中国专利公开了一种高可靠性、高功率密度新型永磁电机，公开号为CN106787280A的中国专利公开了一种模块式三相交流永磁变频调速电机，公开号为CN108768016A的中国专利公开了一种绕组错位轮毂电机定子及绕组错位轮毂电机装置，公开号为CN1967970的中国专利公开了一种电机的定子组件及其制造方法，以上专利均提出了模块化定子结构的电机，但是所有定子齿上均缠绕有绕组，这导致不同绕组之间磁耦合严重，单绕组故障会影响其余绕组的正常运行。

具有高隔磁能力的模块化定子结构可以提高电机运行的可靠性，降低加工成本。公开号为CN111082548A的中国专利公开了一种定子模块化混合励磁交替极磁通反向电机，定子齿表面贴有永磁体，该结构的定子无法在转子永磁型电机上应用。公开号为CN101951041A的中国专利公开了一种模块化组合式电机定子结构及其应用，其隔磁齿与绕组齿尺寸完全相同，磁路设计不灵活，缺乏优化空间。公开号为CN101300729A的中国专公开了一种用于车轮的多相电机，采用E形定子模块，但是隔磁齿宽度与绕组齿相同，相邻两模块的隔磁齿拼接导致定子结构不对称，增大了空间谐波。公开号为CN103762759A的中国专利公开了一种具有高磁隔离能力的径向磁通模块化多相电机，该多相电机的子模块为五齿结构，且子模块的绕组反向缠绕，子模块的两套绕组相互耦合，隔磁齿利用率低。公开号为CN1862928A的中国专利公开了一种定子模块结构低速直流无刷电动机，定子模块结构实现了不同相之间的磁链解耦，但是局限于三相系统。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供具有相间隔磁能力的模块化电机，该电机定子加工简单，绕组易于机械绕制，且具有高容错性，定子模块可用于定制各种类型的多相电机，实现相邻定子模块磁隔离和物理隔离的发明目的以及相邻单元电机模块磁隔离的发明目的，解决现有模块化定子结构磁路设计不灵活、隔磁齿利用率低及应用局限的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

本发明提到的具有相间隔磁能力的模块化电机，模块化电机包括由n个定子模块拼凑成的一个完整定子，以及一个转子，完整的定子与转子同轴安装。定子模块包括定子铁心、三个定子齿和一个集中绕制绕组，三个定子齿依次为第一定子齿，第二定子齿，第三定子齿，第二定子齿上绕制一个集中绕制绕组。

向集中绕制绕组通以电流，电流产生的磁力线的磁路为第二定子齿、第一定子齿、第三定子齿，第二定子齿上的电枢绕组产生的磁力线只经过其所在的定子模块，磁力线不经过任何其它定子模块的第二定子齿，实现了不同定子模块之间的磁隔离和物理隔离。

优选地，完整的定子可以由n个定子模块依次紧贴构成。