专利名称：隐磁极笼型转子结构的无刷双馈电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种交流无刷双馈电机，特别是一种隐磁极笼型转子结构的无刷双馈电机。
背景技术：
交流无刷双馈电机适用于变频调速系统，其特点是运行可靠和所需变频器容量小等。 转子导体的环路组数(巢数)通常为Pp+Pc,在单一定子铁芯中安放两套定子绕组功率 绕组和控制绕组。其中功率绕组的极对数为Pp，直接连接电网，频率为fp;控制绕组的 极对数为PC,由变频电源供电，频率为fc。通过改变控制绕组的供电频率就可以调节系 统的速度。无刷双馈电机的磁场极数转换效率与电机结构密切相关。无刷双馈电机有多种转子结 构，主要有磁障转子、环状笼型转子、凸极转子和凸极加导条转子等结构形式。通过电 机磁场分析可知，其中，凸极转子结构的磁场极数转换效率高，但是它们存在结构复杂、 不能单馈异步运行等缺点；而笼型转子具有结构简单、能单馈异步运行、可靠性高等优点， 但它的磁场极数转换效率较低。发明内容本发明的目的是要提供一种转子结构简单、能单馈异步运行、可靠性高的隐磁极笼型 转子结构的无刷双馈电机。本发明的目的是这样实现的该无刷双馈电机包括有定子，在定子上有功率绕组极 对数(Pp)和控制绕组极对数(PC)，在笼型结构转子上有转子线槽、转子线深槽和隐磁 极。所述的转子线深槽的槽数为功率绕组极对数与控制绕组极对数之和(Pp+Pc)，转子线 深槽在转子中均匀分布，定子与转子之间的气隙均匀。所述的隐磁极有功率绕组极对数与控制绕组极对数之和(Pp+Pc)个，隐磁极位于转子铁芯上，依靠转子线深槽将转子铁芯沿其表面划分成功率绕组极对数与控制绕组极对数之和(Pp+Pc)个隐磁极。所述的转子线深槽由上部槽和下部槽构成，上部槽与下部槽连通，上部槽与转子线槽尺寸相同；下部槽的宽度小于上部槽的宽度，上部槽的高度小于下部槽的高度，下部槽不能与转轴连通。所述的转子线深槽的下部槽的形状为矩形；或者为异型。有益效果由于采用了上述方案，在笼型转子结构上增加转子线深槽，与定子一起构成了隐磁极笼型转子无刷双馈电机，它具有笼型转子所具有结构简单、能单馈异步运行、 可靠性高，同时还具有凸极结构电机的转子磁路不对称的优点，当功率绕组加励磁时，形 成的空间磁动势作用在这种不对称磁路上，在转子上会产生大量与控制绕组极数一致的谐波磁场；当控制绕组加励磁时，也会产生大量与功率绕组极数一致的谐波磁场；因此，它
们的磁场极数转换是依靠磁路不对称性来调制的，从而提高了电机的效率；借助笼型转子 结构简单、能单馈异步运行、可靠性高，又能将磁路不对称特性在笼型转子中进行应用， 既保留了笼型转子的优点，又提高了它的磁场转换效率，达到了本发明的目的。优点该笼型转子结构无刷双馈电机对磁场极数的调制作用效果很明显，极大地提高 了笼型转子对磁场的转换效率，结构简单、能单馈异步运行、可靠性高。
图1为本发明隐磁极笼型转子无刷双馈电机平面图。 图2为本发明隐磁极笼型转子无刷双馈电机转子结构平面图。 图3为本发明隐磁极笼型转子无刷双馈电机异型转子结构平面图。 图4为普通笼型转子无刷双馈电机的是新转子无刷双馈电机功率绕组励磁时的气隙磁 通谐波含量图。图5为普通笼型转子无刷双馈电机的控制绕组励磁时的气隙磁通谐波含量图。 图6为本发明隐磁极笼型转子无刷双馈电机的是新转子无刷双馈电机功率绕组励磁时 的气隙磁通谐波含量图。图7为本发明隐磁极笼型转子无刷双馈电机的控制绕组励磁时的气隙磁通谐波含量图。
具体实施方式
实施例1:图中，深槽上部l,深槽下部2，转轴3，转子铁心4，定子铁心5，控制 绕组6，功率绕组7，非深槽8。在图4至图7中，横坐标为谐波次数，纵坐标为谐 波含量。在图l、图2中，该无刷双馈电机包括有定子，在定子上有功率绕组极对数Pp和控制 绕组极对数Pc,在笼型结构转子上有转子线槽、转子线深槽和隐磁极。所述的转子线深槽的槽数为功率绕组极对数与控制绕组极对数之和，即Pp+Pc个，转 子线深槽在转子中均匀分布，定子与转子之间的气隙均匀。所述的隐磁极有功率绕组极对数与控制绕组极对数之和个，即Pp+Pc个，隐磁极位于 转子铁芯上，依靠转子线深槽将转子铁芯沿其表面划分成成功率绕组极对数与控制绕组极 对数之和个即Pp+Pc个隐磁极，即依靠转子线深槽来将其隔开形成的隐磁极。所述转子线深槽由上部槽和下部槽构成，上部槽与下部槽连通，上部槽与转子线槽尺 寸相同；下部槽的宽度小于上部槽的宽度，上部槽的高度小于下部槽的高度，下部槽不能 与转轴连通。所述转子线深槽的下部槽的形状为矩形。在笼型转子结构上增加Pp+Pc个转子深槽，其中Pp是功率绕组极对数，Pc是控制绕 组极对数，依靠这些转子深槽将转子平均划分成Pp+Pc个隐藏的磁极。具体的如转子槽数 为28的电机，其功率绕组极对数Pp-l，控制绕组极对数Pc-3，因此深槽数为4，其在转 子中排列均匀，间隔槽数为7。其中每个深槽由上部槽2和下部槽1组成，上部槽2与下 部槽l连通，上部槽2与其余非深槽尺寸相同。下部槽l的宽度小于上部槽2的宽度，上 部槽2的高度小于下部槽1的高度，但下部槽1不能与转轴3连通。这样就可以依靠磁路
不对称性来调制磁场极数的转换，从而提高效率。在图4、图5中，当功率绕组7，极对数Pp-l;励磁时，气隙磁通中除含有基波磁通 外，还含有与控制绕组6极对数相同的3次谐波磁通，其幅值达到基波幅值的30%，另外 还存在其它高次谐波磁通。当控制绕组6，极对数Pc-3;励磁时，气隙磁通中除含有极对 数为3的基波磁通外，还含有与功率绕组7极对数相同的谐波磁通，其幅值达到基波幅值 的30%，还存在其它高次谐波磁通。在图6中，当功率绕组7，极对数Pp^;励磁时，气隙磁通中除含有基波磁通外，还 含有大量与控制绕组6极对数相同的3次谐波磁通，其幅值接近达到基波幅值的50%，其 它高次谐波磁通含量不多。在图7中，当控制绕组6，极对数P(^3;励磁时，气隙磁通中除含有极对数为3的基 波磁通外，还含有大量与功率绕组7极对数相同的低次谐波磁通，其幅值接近达到基波幅 值的45%，其它高次谐波磁通含量也较少。实施例2:在图3中，转子深槽下部的形状为哑铃型。其它与实施例1同，略。实施例3:在图3中，图中是电机剖面图，有28个转子槽，但有4个槽加开深槽，例如转 子槽1和深槽2组成转子线深槽;转子槽9和深槽10组成转子线深槽，在这两个线深槽之间 的铁心部分叫隐磁极。因此有多少个转子线深槽，就产生多少个隐磁极，其个数为功率绕 组和控制绕组极对数和0。图中有4个转子线深槽，它们之间就有4个隐磁极，本实施例 中功率绕组的极对数是3，控制绕组的极对数是l， 3+1=4。其它与实施例1同，略。
权利要求
1、一种隐磁极笼型转子结构的无刷双馈电机，该无刷双馈电机包括有定子，在定子上有功率绕组极对数(Pp)和控制绕组极对数(Pc)，其特征在于转子为笼型结构转子，在笼型结构转子上有转子线槽、转子线深槽和隐磁极。
2、 根据权利要求1所述的隐磁极笼型转子结构的无刷双馈电机，其特征在于，所述 的转子线深槽的槽数为功率绕组极对数与控制绕组极对数之和(Pp+Pc)，转子线深槽在转 子中均匀分布，定子与转子之间的气隙均匀。
3、 根据权利要求1所述的隐磁极笼型转子结构的无刷双馈电机，其特征在于，所述 的隐磁极有功率绕组极对数与控制绕组极对数之和(Pp+Pc)个，隐磁极位于转子铁芯上， 依靠转子线深槽将转子铁芯沿其表面划分成功率绕组极对数与控制绕组极对数之和(Pp+Pc)个隐磁极。
4、 根据权利要求1所述的隐磁极笼型转子结构的无刷双馈电机，其特征在于，转子线深槽由上部槽和下部槽构成，上部槽与下部槽连通，上部槽与转子线槽尺寸相同；下部 槽的宽度小于上部槽的宽度，上部槽的高度小于下部槽的高度，下部槽不能与转轴连通。
5、 根据权利要求4所述的隐磁极笼型转子结构的无刷双馈电机，其特征在于，深槽 的下部槽的形状为矩形；或者为异型。
全文摘要
一种隐磁极笼型转子结构的无刷双馈电机，属于交流无刷双馈电机。该无刷双馈电机包括有定子，在定子上有功率绕组极对数(P<sub>p</sub>)和控制绕组极对数(P<sub>c</sub>)，在笼型结构转子上有转子线槽、转子线深槽和隐磁极。在笼型转子结构上增加转子线深槽，与定子一起构成了隐磁极笼型转子无刷双馈电机，当功率绕组加励磁时，形成的空间磁动势作用在这种不对称磁路上，在转子上会产生大量与控制绕组极数一致的谐波磁场；当控制绕组加励磁时，也会产生大量与功率绕组极数一致的谐波磁场；依靠磁路不对称性来调制电机转速，提高了电机的效率。优点该笼型转子结构无刷双馈电机对磁场极数的调制作用效果很明显，极大地提高了笼型转子对磁场的转换效率，结构简单、能单馈异步运行、可靠性高。
文档编号H02K17/02GK101159401SQ200710135280
公开日2008年4月9日 申请日期2007年11月7日 优先权日2007年11月7日
发明者何凤有, 晓 张, 谭国俊, 邓先明, 陈治国 申请人:中国矿业大学