[发明专利]一种低耦合双余度永磁无刷直流电机

摘要

本发明公开了一种低耦合双余度永磁无刷直流电机，对于槽数为12N的并联结构双余度永磁无刷直流电机，取定子铁芯上任意一槽为1号槽，1#三相绕组嵌放在定子铁芯的1～6N号槽内，2#三相绕组则分别嵌放在定子铁芯的(6N+1)～12N号槽内；1#三相绕组和2#三相绕组分别通过与其相应的控制系统构成独立的通道，两套控制系统完全相同但相互独立。本发明将结构简单的并联结构双余度永磁无刷直流电机相互重叠嵌放的两套绕组分开，绕组在空间上的隔离大大降低了两套绕组间的耦合度，减小了绕组间互感的影响，从而改善了电机的控制性能，并进一步提高了系统的可靠性。

主权项

一种低耦合双余度永磁无刷直流电机，包括定子铁芯、永磁体、转子铁芯和转轴，其特征在于：对于槽数为12N的并联结构双余度永磁无刷直流电机，N≥1，其定子铁芯、永磁体、转子铁芯、转轴的结构与材料均保持不变，取定子铁芯上任意一槽为1号槽，按逆时针方向依次标记各槽为2、3、……12N‑1、12N号槽，1#和2#两套定子的三相绕组分开，1#三相绕组嵌放在定子铁芯的1～6N号槽内，2#三相绕组则分别嵌放在定子铁芯的(6N+1)～12N号槽内；1#三相绕组和2#三相绕组分别通过与其相应的控制系统构成独立的通道，两套控制系统完全相同但相互独立；控制系统包括位置传感器、控制电路、驱动电路和逆变电路，位置传感器将转子铁芯的位置信息反馈给控制电路中的DSP，DSP在经过逻辑运算及处理后发出控制信号，通过驱动电路将控制信号放大，最终控制逆变电路中开关管的开通与关断；所述1#三相绕组的A相绕组嵌放于定子铁芯的Zi1和Zi2号槽内，Zi1＝1、2、…、N，Zi2＝Zi1+3N；1#三相绕组的C相绕组嵌放于定子铁芯的Zj1和Zj2号槽内，Zj1＝N+1、N+2、…、2N，Zj2＝Zj1+3N；1#三相绕组的B相绕组嵌放于定子铁芯的Zk1和Zk2号槽内，Zk1＝2N+1、2N+2、…、3N，Zk2＝Zk1+3N；将1号槽内1#三相绕组的A相绕组的输入端、(2N+1)号槽内1#三相绕组的B相绕组的输入端、5N号槽内的1#三相绕组的C相绕组的输入端分别接入与1#三相绕组相对应的1#控制系统的逆变电路，将4N号槽内1#三相绕组的A相绕组的输出端、6N号槽内的1#三相绕组的B相绕组的输出端、(N+1)号槽内的1#三相绕组的C相绕组的输出端连接在一起，构成三相电枢绕组的连接端；所述2#三相绕组的A相绕组嵌放于定子铁芯的Zi3和Zi4号槽内，Zi3＝Zi1+6N，Zi4＝Zi2+6N；2#三相绕组的C相绕组嵌放于定子铁芯的Zj3和Zj4号槽内，Zj3＝Zj1+6N，Zj4＝Zj2+6N；2#三相绕组的B相绕组嵌放于定子铁芯的Zk3和Zk4号槽内，Zk3＝Zk1+6N，Zk4＝Zk2+6N；将(6N+1)号槽内2#三相绕组的A相绕组的输入端、(8N+1)号槽内2#三相绕组的B相绕组的输入端、11N号槽内2#三相绕组的C相绕组的输入端分别接入与2#三相绕组相对应的2#控制系统的逆变电路，将10N号槽内2#三相绕组的A相绕组的输出端、12N号槽内的2#三相绕组的B相绕组的输出端、(7N+1)号槽内2#三相绕组的C相绕组的输出端连接在一起，构成三相电枢绕组的连接端。