[发明专利]一种环绕式副绕组及容错运行的电动机定子结构

说明书

本发明公开了一种环绕式副绕组及容错运行的电动机定子结构，包括电机机壳、定子铁心和环绕式绕组，电机机壳为分层机壳，包括内层机壳，内层机壳为导磁机壳；导磁机壳通过分布的导磁连接柱和定子铁心相连接固定；每个环绕式绕组的两侧均有导磁连接柱，定子铁心、导磁连接柱与导磁机壳构成磁路；各个环绕式绕组和电机机壳之间分别装有储能振荡装置；储能振荡装置为由副线圈绕组和电容连接组成的储能振荡电路；储能振荡电路中的副线圈绕组环绕在导磁机壳上，且位置和电机的环绕式绕组一一对应；电容放置在对应的副线圈绕组旁边。本发明利用副绕组对电机的漏磁储能，进行存储放电，实现电机自容错运行。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种环绕式副绕组及容错运行的电动机定子结构。

背景技术

环绕式绕组主要应用于高速电机领域，高速永磁电机具有体积小、噪音低、动态响应快、功率密度大、传动系统效率高等优点，已成为微型燃气轮机分布式供能系统的关键电机设备，常用于航空航天、军工等一些重要领域，也可作为独立电源或小型电站，弥补集中式供电的不足，由于其发挥的重要作用以及在应急、备用方面的特殊性，不允许出现停机故障，所以对系统的可靠性与容错运行能力要求更高。此外，由于高转速运行特点，电机一旦发生故障，极易造成严重的事故，引起巨大的经济损失，高速电机容错运行的相关研究也就成为了提升高速电机系统可靠性与安全性的重要手段。

环绕式绕组的一半绕组位于定子背部，定子背部的绕组漏磁难以利用，会造成绕组利用率低且绕组漏磁会产生不利影响。传统三相绕组电机并不能在故障后继续维持运行，可靠性受到了限制。提高电机相数，如采用五相、七相或双三相结构，可以增加电机控制的冗余度，在电机发生故障如一相断路后，仍然有足够的相数自由度保证电机的运行，为故障处理争取时间，这种方法虽然可以保证故障后电机继续运行，但多相绕组电机会增加电机的控制难度，使系统复杂化，而且多相电机难以保证电机高速运行。

上述技术方案公开了一些容错方案，但对定子轭背部绕组功能的开发相对欠缺，不能适应且解决环绕式绕组的一半绕组位于定子背部，造成绕组利用率低且绕组漏磁会产生不利影响的问题，并且也无法实现自适应容错运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环绕式副绕组及容错运行的电动机定子结构，利用副绕组对电机的漏磁储能，进行存储放电，实现电机自容错运行。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种环绕式副绕组及容错运行的电动机定子结构，包括电机机壳、定子铁心和环绕式绕组，所述电机机壳为分层机壳，包括内层机壳，内层机壳为导磁机壳；导磁机壳通过分布的导磁连接柱和定子铁心相连接固定；每个环绕式绕组的两侧均有导磁连接柱，定子铁心、导磁连接柱与导磁机壳构成磁路；

各个环绕式绕组和电机机壳之间分别装有储能振荡装置；储能振荡装置为由副线圈绕组和电容连接组成的储能振荡电路；储能振荡电路中的副线圈绕组环绕在导磁机壳上，且位置和电机的环绕式绕组一一对应；电容放置在对应的副线圈绕组旁边。

进一步的，所述电机机壳由内层机壳和外层机壳嵌套而成，外层机壳为不导磁机壳。

进一步的，所述不导磁机壳内侧与副线圈绕组对应位置均设有开槽。

本发明的有益效果是：

1.本发明的储能振荡电路利用电机漏磁进行储能，解决漏磁对电机的不利影响，从而提高电机磁能利用率。

由于定子铁心缠绕环绕式绕组线圈，导磁机壳缠绕副线圈绕组，而且定子铁心、导磁连接柱、导磁机壳构成磁路，漏磁会从构成的磁路中流通，从而进行磁能和电能的交换。环绕式绕组的漏磁，通过所构造的磁路，存储在储能振荡电路的副线圈绕组中，其感应产生的电能，存储在储能振荡电路的电容中，从而实现环绕式绕组线圈和储能振荡电路线圈的磁能和电能的交换传递，最终利用其特殊结构，实现为电机储能和供能提高电动机运行可靠性。