一种模块化弧形电机的定子绕组布线方法

1.本发明涉及一种模块化弧形电机的定子绕组布线方法。


背景技术：

2.弧形电机的定子组件通常由多个定子模块单元组成，由于各个定子模块单元之间没有磁耦合，因此各个定子模块单元可以进行独立的控制，使得弧形电机具有较好的容错能力。然而现有弧形电机的各个定子模块单元仍然采用与常规环形铁芯电机相同的机壳结构进行固定，导致当对其中一个定子模块单元进行更换维修时，不方便从机壳上进行拆装作业，且定子模块单元绕组的布置与常规环形铁芯电机相同，导致定子模块单元之间可能存在电磁耦合现象。


技术实现要素：

3.本发明为了克服以上不足，提供了一种可降低定子模块单元之间电磁耦合的模块化弧形电机的定子绕组布线方法。本发明的技术方案是：电机包括电机支架以及多个弧形电机模块，所述多个弧形电机模块沿周向均匀固定在所述电机支架上，所述多个弧形电机模块之间没有磁耦合，每个所述弧形电机模块包括一固定壳，铁芯以及绕组，其特征在于，定子绕组布线方法包括：
4.(1)预先按照环形定子电机类型选择分布式双层绕组的定子槽数q与极对数p，并求取环形定子电机的单元电机个数n＝gcd(q,p)与相应的绕组系数k；
5.(2)所述弧形电机模块的定子槽数qs＝q/n与极对数ps＝p/n；
6.(3)计算所述弧形电机模块上的第一绕组的跨距y1＝5qs/12ps与第二绕组的跨距y2＝floor(kqs)-y1；
7.(4)先将三个第一绕组按照跨距y1安装在定子槽中的下层绕组，在将(2qs-6)个第一绕组按照跨距y1以叠绕组的方式进行安装，最后将三个第二绕组按照跨距y2安装在定子槽中的上层绕组，且所述第二绕组布置在靠近所述弧形电机模块周向两侧的定子槽中。
8.进一步的，所述电机支架包括两个环状主体部与多个连接部，所述两个环状主体部之间通过多个连接部固定，相邻两个连接部沿电机周向之间形成弧形电机模块安装部，所述固定壳固定连接在所述弧形电机模块安装部上。
9.进一步的，所述单元电机的槽数为3的倍数，且所述绕组系数k大于0.9。
10.进一步的，弧形电机模块的个数为偶数且两两沿径向对齐。
11.本发明公开一种模块化弧形电机的定子绕组布线方法，每个弧形电机模块包括固定壳，铁芯以及绕组，所述布线方法包括：(1)预先按照环形定子电机类型选择分布式双层绕组的定子槽数q与极对数p，并求取环形定子电机的单元电机个数n＝gcd(q,p)与相应的绕组系数k；(2)弧形电机模块的定子槽数qs＝q/n与极对数ps＝p/n；(3)计算所述弧形电机模块上的第一绕组的跨距y1＝5qs/12ps与第二绕组的跨距y2＝floor(kqs)-y1；(4)先将三个第一绕组按照跨距y1安装在定子槽中的下层绕组，在将(2qs-6)个第一绕组按照跨距y1
以叠绕组的方式进行安装，最后将三个第二绕组按照跨距y2安装在定子槽中的上层绕组，且所述第二绕组布置在靠近所述弧形电机模块周向两侧的定子槽中，可以降低弧形电机模块之间的电磁耦合。
附图说明
12.图1是模块化弧形电机的定子固定结构爆炸示意图；
13.图2是模块化弧形电机的定子固定结构组装示意图；
14.图3是弧形电机模块结构示意图；
15.图4是弧形电机模块绕组的布线图；
16.图1-4中所示：1、弧形电机模块；2、环状主体部；3、连接部；4、固定壳；5、铁芯；6、绕组；61、第一绕组；62、第二绕组；
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明作详细描述：
18.如图1-2所示，一种模块化弧形电机的定子固定结构，所述定子固定结构包括电机支架以及多个弧形电机模块1，所述多个弧形电机模块1沿周向均匀固定在所述电机支架上，所述多个弧形电机模块1之间没有磁耦合，如图3所示，每个所述弧形电机模块包括一固定壳4，铁芯5以及绕组6，所述铁芯5固定在所述固定壳4上，所述固定壳4固定在所述电机支架上，所述电机支架包括两个环状主体部2与多个连接部3，所述两个环状主体部2之间通过多个连接部3固定，相邻两个连接部3沿电机周向之间形成弧形电机模块安装部，所述固定壳4固定连接在所述弧形电机模块安装部上，所述固定壳4周向两侧分别设置有第一止口配合面，每个连接部设置有第二止口配合面，所述第一止口配合面与所述第二止口配合面相互配合固定以实现所述固定壳4在所述电机支架上的周向定位与径向定位。当对其中一个弧形电机模块进行更换维修时，只需要将固定壳从相应的弧形电机模块安装部上拆卸下来即可。
19.进一步的，如图4所示，弧形电机模块的绕组包括跨距为y1的第一绕组61，跨距为y2的第二绕组62。定子绕组布线方法包括：
20.(1)预先按照环形定子电机类型选择分布式双层绕组的定子槽数q与极对数p，并求取环形定子电机的单元电机个数n＝gcd(q,p)与相应的绕组系数k；
21.(2)所述弧形电机模块的定子槽数qs＝q/n与极对数ps＝p/n；
22.(3)计算所述弧形电机模块上的第一绕组的跨距y1＝5qs/12ps与第二绕组的跨距y2＝floor(kqs)-y1；
23.(4)先将三个第一绕组按照跨距y1安装在定子槽中的下层绕组，在将(2qs-6)个第一绕组按照跨距y1以叠绕组的方式进行安装，最后将三个第二绕组按照跨距y2安装在定子槽中的上层绕组，且所述第二绕组布置在靠近所述弧形电机模块周向两侧的定子槽中。通过在弧形电机模块上采用不同跨距的两种绕组，且大跨距绕组位置弧形电机模块周向两侧的定子槽中，可以降低弧形电机模块之间的电磁耦合。
24.进一步的，所述单元电机的槽数为3的倍数，可以增加定子槽与转子磁极的最小公倍数，降低齿槽转矩，所述绕组系数k大于0.9，可以提高绕组的利用率。
25.进一步的，弧形电机模块的个数为偶数且两两沿径向对齐，可以降低弧形电机模块对转子产生的不平衡磁拉力。


技术特征：
1.一种模块化弧形电机的定子绕组布线方法，电机包括电机支架以及多个弧形电机模块，所述多个弧形电机模块沿周向均匀固定在所述电机支架上，所述多个弧形电机模块之间没有磁耦合，每个所述弧形电机模块包括一固定壳，铁芯以及绕组，其特征在于，定子绕组布线方法包括：(1)预先按照环形定子电机类型选择分布式双层绕组的定子槽数q与极对数p，并求取环形定子电机的单元电机个数n＝gcd(q,p)与相应的绕组系数k；(2)所述弧形电机模块的定子槽数qs＝q/n与极对数ps＝p/n；(3)计算所述弧形电机模块上的第一绕组的跨距y1＝5qs/12ps与第二绕组的跨距y2＝floor(kqs)-y1；(4)先将三个第一绕组按照跨距y1安装在定子槽中的下层绕组，在将(2qs-6)个第一绕组按照跨距y1以叠绕组的方式进行安装，最后将三个第二绕组按照跨距y2安装在定子槽中的上层绕组，且所述第二绕组布置在靠近所述弧形电机模块周向两侧的定子槽中。2.根据权利要求1所述的模块化弧形电机的定子绕组布线方法，其特征在于：所述电机支架包括两个环状主体部与多个连接部，所述两个环状主体部之间通过多个连接部固定，相邻两个连接部沿电机周向之间形成弧形电机模块安装部，所述固定壳固定连接在所述弧形电机模块安装部上。3.根据权利要求1或2所述的模块化弧形电机的定子绕组布线方法，其特征在于：所述单元电机的槽数为3的倍数，且所述绕组系数k大于0.9。4.根据权利要求1-3任意一项所述的模块化弧形电机的定子绕组布线方法，其特征在于：弧形电机模块的个数为偶数且两两沿径向对齐。

技术总结
本发明公开一种模块化弧形电机的定子绕组布线方法，每个弧形电机模块包括固定壳，铁芯以及绕组，所述布线方法包括：(1)预先按照环形定子电机类型选择分布式双层绕组的定子槽数Q与极对数P，并求取环形定子电机的单元电机个数N＝gcd(Q,P)与相应的绕组系数k；(2)弧形电机模块的定子槽数Qs＝Q/N与极对数Ps＝P/N；(3)计算所述弧形电机模块上的第一绕组的跨距y1＝5Qs/12Ps与第二绕组的跨距y2＝floor(kQs)-y1；(4)先将三个第一绕组按照跨距y1安装在定子槽中的下层绕组，在将(2Qs-6)个第一绕组按照跨距y1以叠绕组的方式进行安装，最后将三个第二绕组按照跨距y2安装在定子槽中的上层绕组，且所述第二绕组布置在靠近所述弧形电机模块周向两侧的定子槽中，可以降低弧形电机模块之间的电磁耦合。机模块之间的电磁耦合。


技术研发人员：王森 田卫华 丁伟 闫鸿魁 鲍洁秋 包妍 王书礼 李玉峰 王雷 刘昊 朱玉琴 冷月妍 赵炳楠
受保护的技术使用者：沈阳工程学院
技术研发日：2022.02.22
技术公布日：2022/5/17