一种双三相永磁同步电机的制作方法
【专利摘要】本申请公开的一种双三相永磁同步电机，定子的槽内绕置两套三相绕组。第一套三相绕组的三相绕组对称设置。第二套三相绕组的三相绕组对称设置。第一套三相绕组与第二套三相绕组采用15°绕组连接方式，使得第一套三相绕组的三相与第二套三相绕组的对应相之间分别互差15°电角度。双三相永磁同步电机采用这种15°绕组连接方式，相绕组自感大，且与相邻相的互感小，当发生短路故障时，瞬时峰值短路电流较小，因此对逆变器的损害风险较小，同时峰值制动转矩也较小。此外，15°绕组连接方式下，短路故障时三相绕组定子磁动势谐波含量较低，使得峰值退磁定子磁动势较低，对永磁不可逆退磁影响也较小，进而提高了双三相永磁同步电机的性能。
【专利说明】
-种双Ξ相永磁同步电机
技术领域
[0001] 本申请设及电机结构领域，更具体地说，设及一种双Ξ相永磁同步电机。
【背景技术】
[0002] 传统永磁同步电机ΚΞ相供电为主，因而存在容错能力差，转矩脉动较大等缺点。 因此，多相永磁同步电机近年来得到广泛研究与应用，其除了传统永磁同步电机的优势之 夕h还具有转矩脉动低，容错性能好，控制自由度多等优势，目前W五相与六相（即双Ξ相） 电机研究和应用最为广泛。其中，双Ξ相永磁同步电机包括两套Ξ相绕组，其两套Ξ相绕组 可分别采用独立的Ξ相逆变器供电，故具有控制简单，逆变器成本低等优点。
[0003] 目前，W30°双Ξ相永磁同步电机最为常见。30°双Ξ相永磁同步电机，指两套绕组 对应相之间相差30°电角度。即两套绕组的A相（即A巧日A2)之间相差30°电角度，B相（即B1和 B2)之间相差30°电角度，C相（即C1和C2)之间相差30°电角度。运样使得合成定子磁动势中 某些次谐波（如5,7次谐波)反向叠加，进而降低转矩脉动，减小铁损和永磁体满流损耗，提 升电机效率。但是，30°双Ξ相永磁同步电机的容错性较差，在发生短路故障时，Ξ相瞬态短 路电流很大，造成逆变器永久性损坏损害，且容易造成永磁体的不可逆退磁，W及产生较大 的峰值制动转矩，进而导致永磁同步电机的性能降低。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本申请提出一种双Ξ相永磁同步电机，欲实现在发生瞬态短路故障时， 减小Ξ相瞬态短路电流和峰值制动转矩，W及降低永磁体不可逆退磁风险的目的。
[0005] 为了实现上述目的，现提出的方案如下：
[0006] 一种双Ξ相永磁同步电机，具有定子和转子，所述定子的槽内绕置有第一套Ξ相 绕组和第二套Ξ相绕组，其中，
[0007] 所述第一套Ξ相绕组包括第一相绕组、第二相绕组和第Ξ相绕组，且所述第一相 绕组、所述第二相绕组和所述第Ξ相绕组对称设置；
[000引所述第二套Ξ相绕组包括第四相绕组、第五相绕组和第六相绕组，所述第四相绕 组、第五相绕组和第六相绕组对称设置；
[0009] 所述第一套Ξ相绕组和所述第二套Ξ相绕组之间采用15°绕组连接方式，W使所 述第一套Ξ相绕组的Ξ相与所述第二套Ξ相绕组的对应相之间分别相差15°电角度。
[0010] 优选的，所述第一套Ξ相绕组和所述第二套Ξ相绕组均为:Ξ相双层绕组。
[0011] 优选的，所述Ξ相双层绕组的绕制型式为:叠绕式。
[0012] 优选的，所述定子的槽数为24*N，所述转子的磁极数为10*N或14*N，所述N为正整 数。
[0013] 优选的，当每个线圈节距为2,每个线圈应数为M，所述Μ为正整数时，所述第一套Ξ 相绕组和所述第二套Ξ相绕组之间采用15°绕组连接方式具体为：
[0014] 所述第一套Ξ相绕组的Ξ相与所述第二套Ξ相绕组的对应相之间分别相差5个槽 距。
[0015] 优选的，当所述定子包括24个槽，所述24个槽依此编号，所述转子包括10个(或14 个)磁极时，所述第一Ξ相套绕组的Ξ相与所述第二套Ξ相绕组的对应相之间分别相差5个 槽距具体为：
[0016] 所述第一套Ξ相绕组的所述第一相绕组由第一线圈、第二线圈、第屯线圈和第八 线圈构成；
[0017] 所述第一线圈的上元件边设置在1号槽的下层，下元件边设置在3号槽的上层;所 述第二线圈的上元件边设置在3号槽的下层，下元件边设置在5号槽的上层;所述第屯线圈 的上元件边设置在13号槽的下层，下元件边设置在15号槽的上层;所述第八线圈的上元件 边设置在15号槽的下层，下元件边设置在17号槽上层；
[0018] 所述第一线圈的上元件边为所述第一相绕组的电流输入端，所述第一线圈的下元 件边与所述第二线圈的下元件边连接，所述第二线圈的上元件边与所述第屯线圈的下元件 边连接，所述第屯线圈的上元件边与所述第八线圈的上元件边连接，所述第八线圈的下元 件边为所述第一相绕组A1的电流输出端；
[0019] 所述第一套Ξ相绕组的所述第二相绕组由第Ξ线圈、第四线圈、第九线圈和第十 线圈构成；
[0020] 所述第Ξ线圈的的上元件边设置在5号槽的下层，下元件边设置在7号槽上层;所 述第四线圈的上元件边设置在7号槽的下层，下元件边设置在9号槽的上层;所述第九线圈 的上元件边设置在17号槽的下层，下元件边设置在19号槽的上层;所述第十线圈的上元件 边设置在19号槽的下层，下元件边设置在21号槽的上层；
[0021] 所述第Ξ线圈的上元件边为所述第二相绕组的电流输出端，所述第Ξ线圈的下元 件边与所述第四线圈的下元件边连接，所述第四线圈的上元件边与所述第九线圈的下元件 边连接，所述第九线圈的上元件边与所述第十线圈的上元件边连接，所述第十线圈的下元 件边为所述第二相绕组的电流输入端；
[0022] 所述第一套Ξ相绕组的第Ξ相绕组由第五线圈、第六线圈、第十一线圈和第十二 线圈构成；
[0023] 所述第五线圈的上元件边设置在9号槽的下层，下元件边设置在11号槽的上层;所 述第六线圈设置的上元件边在11号槽的下层，下元件边设置在13号槽的上层;所述第十一 线圈的上元件边设置在21号槽的下层，下元件边在23号槽上层;所述第十二线圈的上元件 边设置在23号槽的下层，下元件边设置在1号槽的上层；
[0024] 所述第五线圈的上元件边为所述第Ξ相绕组的电流输入端，所述第五线圈的下元 件边与所述第六线圈的下元件边连接，所述第六线圈的上元件边与所述第十一线圈的下元 件边连接，所述第十一线圈的上元件边与所述第十二线圈的上元件边连接，所述第十二线 圈的下元件边为所述第Ξ相绕组的电流输出端；
[0025] 所述第二套Ξ相绕组的所述第四相绕组由第十五线圈、第十六线圈、第二十一线 圈和第二十二线圈构成；
[0026] 所述第十五线圈的上元件边设置在6号槽的下层，下元件边设置在8号槽的上层； 所述第十六线圈的上元件边设置在8号槽的下层，下元件边设置在10号槽的上层;所述第二 十一线圈的上元件边设置在18号槽的下层，下元件边设置在20号槽的上层;所述第二十二 线圈的上元件边设置在20号槽的下层，下元件边设置在22号槽的上层；
[0027] 所述第十五线圈的上元件边为所述第四相绕组的电流输入端，所述第十五线圈的 下元件边与所述第十六线圈的下元件边连接，所述第十六线圈的上元件边与所述第二十一 线圈的下元件边连接，所述第二十一线圈的上元件边与所述第二十二线圈的上元件边连 接，所述第二十二线圈的下元件边为所述第四相绕组的电流输出端；
[0028] 所述第二套Ξ相绕组的所述第五相绕组由第十屯线圈、第十八线圈、第二十Ξ线 圈和第二十四线圈构成.
[0029] 所述第十屯线圈的上元件边设置在10号槽的下层，下元件边设置在12号槽的上 层;所述第十八线圈的上元件边设置在12号槽的下层，下元件边设置在14号槽的上层;所述 第二十Ξ线圈的上元件边设置在22号槽的下层，下元件边设置在24号槽的上层;所述第二 十四线圈的上元件边设置在24号槽的下层，下元件边设置在2号槽的上层；
[0030] 所述第十屯线圈的上元件边为所述第五相绕组的电流输出端，所述第十屯线圈的 下元件边与所述第十八线圈的下元件边连接，所述第十八线圈的上元件边与所述第二十Ξ 线圈的下元件边连接，所述第二十Ξ线圈的上元件边与所述第二十四线圈的上元件边连 接，所述第二十四线圈的下元件边为所述第五相绕组的电流输入端；
[0031] 所述第二套Ξ相绕组的所述第六相绕组由第十Ξ线圈、第十四线圈、第十九线圈 和第二十线圈构成.
[0032] 所述第十Ξ线圈的上元件边设置在2号槽的下层，下元件边设置在4号槽的上层； 所述第十四线圈的上元件边设置在4号槽的下层，下元件边设置在6号槽的上层;所述第十 九线圈的上元件边设置在14号槽的下层，下元件边设置在16号槽的上层;所述第二十线圈 的上元件边设置在16号槽的下层，下元件边设置在18号槽的上层；
[0033] 所述第十Ξ线圈的上元件边为所述第六相绕组的电流输出端，所说第十Ξ线圈的 下元件边与所述第十四线圈的下元件边连接，所述第十四线圈的上元件边与所述第十九线 圈的下元件边连接，所述第十九线圈的上元件边与所述第二十线圈的下元件边连接。所述 第二十线圈的下元件边为第六相绕组的电流输入端；
[0034] 所述第一绕组的电流输出端、所述第二相绕组的电流输出端、所述第Ξ相绕组的 电流输出端、所述第四相绕组的电流输出端、所述第五相绕组的电流输出端和所述第六相 绕组的电流输出端结成一个公共点;或者，所述第一绕组的电流输出端、所述第二相绕组的 电流输出端和所述第Ξ相绕组的电流输出端结成一个公共点，所述第四相绕组的电流输出 端、所述第五相绕组的电流输出端和所述第六相绕组的电流输出端结成另一个公共点。
[0035] 从上述的技术方案可W看出，本申请公开的一种双Ξ相永磁同步电机，具有定子 和转子，定子的槽内绕置有第一套Ξ相绕组和第二套Ξ相绕组。第一套Ξ相绕组的Ξ相绕 组对称设置，使得第一套Ξ相绕组的Ξ相(A1、B1和C1)之间互差120°电角度。第二套Ξ相绕 组的Ξ相绕组也对称设置，使得第二套Ξ相绕组的Ξ相(A2、B2和C2)之间互差120°电角度。
[0036] 第一套Ξ相绕组与第二套Ξ相绕组采用15°绕组连接方式后，使得第一套Ξ相绕 组的Ξ相(A1、B1和C1)与第二Ξ相套绕组的对应相(A2、B2和C2)之间分别互差15°电角度。 即A1相与A2相之间相差15°电角度，B1相与B2相之间相差15°电角度，C1相与C2相之间相差 15°电角度。双Ξ相永磁同步电机采用运种15°绕组连接方式，相绕组自感大，且与相邻相的 互感小，当发生短路故障时，瞬时峰值短路电流较小，因此对逆变器的损害风险较小，同时 峰值制动转矩也较小。此外，15°绕组方式下，短路故障时Ξ相绕组定子磁动势谐波含量较 低，使得峰值退磁定子磁动势较低，对永磁不可逆退磁影响也较小，进而提高了双Ξ相永磁 同步电机的性能。
【附图说明】
[0037] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W 根据运些附图获得其他的附图。
[0038] 图1为本实施例公开的两套绕组各相之间相位差示意图；
[0039] 图2为本实施例公开的第一套Ξ相绕组的接线展开示意图；
[0040] 图3为本实施例公开的第二套套组的接线展开示意图；
[0041] 图4为本实施例公开的另一第一套Ξ相绕组的一部分接线展开示意图；
[0042] 图5为本实施例公开的另一第一套Ξ相绕组的另一部分接线展开示意图。
【具体实施方式】
[0043] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本申请保护的范围。
[0044] 本实施例公开的双Ξ相永磁同步电机，定子的槽内绕置有两套Ξ相绕组。第一套 Ξ相绕组包括第一相绕组、第二相绕组和第Ξ相绕组。将第一相绕组、第二相绕组和第Ξ相 绕组对称设置，W使第一套Ξ相绕组的Ξ相之间互差120°电角度。第二套Ξ相绕组包括第 四相绕组、第五相绕组和第六相绕组。将第四相绕组、第五相绕组和第六相绕组对称设置， W使第二套Ξ相绕组的Ξ相之间互差120°电角度。
[0045] 参见图1所示，Α1相由第一相绕组通入电流时产生，Β1相由第二相绕组通入电流时 产生，C1相由第Ξ相绕组通入电流时产生;Α2相由第四相绕组通入电流时产生，Β2相由第五 相绕组通入电流时产生，C2相由第六相绕组通入电流时产生。由于第一相绕组、第二相绕组 和第Ξ相绕组对称设置，Α1相、Β1相和C1相之间互差120°电角度。由于第四相绕组、第五相 绕组和第六相绕组对称设置，Α2相、Β2相和C2相之间也互差120°电角度。
[0046] 第一套Ξ相绕组与第二套Ξ相绕组采用15°绕组连接方式后，使得第一套Ξ相绕 组的Ξ相(Α1、Β1和C1)与第二套Ξ相绕组的对应相(Α2、Β2和C2)之间分别互差15°电角度。 即Α1相与Α2相之间相差15°电角度，Β1相与Β2相之间相差15°电角度，C1相与C2相之间相差 15°电角度。
[0047] 双Ξ相永磁同步电机采用15°绕组连接方式，各相绕组自感大，且与相邻相的互感 小，当发生短路故障时，瞬时峰值短路电流较小，因此对逆变器的损害风险较小，同时峰值 审喊转矩也较小。此外，15°绕组方式下，短路故障时立相绕组定子磁动势谐波含量较低，使 得峰值退磁定子磁动势较低，对永磁不可逆退磁影响也较小。进而提高了双Ξ相永磁同步 电机的性能。
[0048] 本实施例公开的15°绕组连接方式，其定子的槽数可为24的倍数化倍），同时转子 的磁极数相应地为1〇(或14)的倍数化倍）。例如，定子的槽数为24时，转子的磁极数为10或 14;定子的槽数为4別寸，转子的磁极数为20或28，依此类推。
[0049] 图2为当线圈节距为2,定子槽数为24,转子的磁极数为10(或14)时第一套Ξ相绕 组的接线展开示意图。设定子的24个槽，依此为1-24号槽。
[0050] 第一套Ξ相绕组由的依此设置在环形定子槽内的第一线圈、第二线圈、第Ξ线圈、 第四线圈、第五线圈、第六线圈、第屯线圈、第八线圈、第九线圈、第十线圈、第十一线圈和第 十二线圈构成。
[0051] 第一套Ξ相绕组的第一相绕组由第一线圈，第二线圈，第屯线圈和第八线圈构成。 第一线圈的上元件边设置在1号槽的下层，第一线圈的下元件边设置在3号槽的上层;第二 线圈的上元件边设置在3号槽的下层，第二线圈的下元件边设置在5号槽的上层;第屯线圈 的上元件边设置在13号槽的下层，第屯线圈的下元件边设置在15号槽的上层;第八线圈的 上元件边设置在15号槽的下层，第八线圈的下元件边设置在17号槽上层。第一相绕组的四 个线圈的连接方式为第一线圈的上元件边A1+作为第一相绕组的电流输入端，第一线圈的 下元件边与第二线圈的下元件边连接，第二线圈的上元件边与第屯线圈的下元件边连接， 第屯线圈的上元件边与第八线圈的上元件边连接，第八线圈的下元件边作为第一相绕组的 电流输出端。
[0052] 第二相绕组由第Ξ线圈、第四线圈、第九线圈和第十线圈构成。第Ξ线圈的上元件 边设置在5号槽的下层，第Ξ线圈的下元件边设置在7号槽上层;第四线圈的上元件边设置 在7号槽的下层，第四线圈的下元件边设置在9号槽的上层;第九线圈的上元件边设置在17 号槽的下层，第九线圈的下元件边设置在19号槽的上层;第十线圈的上元件边设置在19号 槽的下层，第十线圈的下元件边设置在21号槽的上层。第二相绕组的四个线圈的连接方式 为第Ξ线圈的上元件边B1-作为第二相绕组的电流输出端，第Ξ线圈的下元件边与第四线 圈的下元件边连接，第四线圈的上元件边与第九线圈的下元件边连接，第九线圈的上元件 边与第十线圈的上元件边连接，第十线圈的下元件边B1+作为第二相绕组的电流输入端。
[0053] 第Ξ相绕组由第五线圈、第六线圈、第十一线圈和第十二线圈构成。第五线圈的上 元件边设置在9号槽的下层，第五线圈的下元件边设置在11号槽的上层;第六线圈的上元件 边设置在11号槽的下层，第六线圈的下元件边设置在13号槽的上层，第十一线圈的上元件 边设置在21号槽的下层，第十一线圈的下元件边设置在23号槽上层;第十二线圈的上元件 边设置在23号槽的下层，第十二线圈的下元件边设置在1号槽的上层。第Ξ相绕组的四个线 圈的连接方式为第五线圈的上元件边C1+作为第Ξ相绕组的电流输入端，第五线圈的下元 件边与第六线圈的下元件边连接，第六线圈的上元件边与第十一线圈的下元件边连接，第 十一线圈的上元件边与第十二线圈的上元件边连接，第十二线圈的下元件边C1-作为第Ξ 相绕组的电流输出端。
[0054] 图3为当线圈节距为2,定子槽数为24,转子的磁极数为10或14时第二套Ξ相绕组 的接线展开示意图。
[0055] 第二套Ξ相绕组由依此设置在环形定子槽内的第十Ξ线圈、第十四线圈、第十五 线圈、第十六线圈、第十屯线圈、第十八线圈、第十九线圈、第二十线圈、第二十一线圈、第二 十二线圈、第二十Ξ线圈和第二十四线圈构成。
[0056] 第四相绕组由第十五线圈、第十六线圈、第二十一线圈和第二十二线圈构成。第十 五线圈的上元件边设置在6号槽的下层，第十五线圈的下元件边设置在8号槽的上层;第十 六线圈的上元件边设置在8号槽的下层，第十六线圈的下元件边设置在10号槽的上层;第二 十一线圈的上元件边设置在18号槽的下层，第二十一线圈的下元件边设置在20号槽的上 层;第二十二线圈的上元件边设置在20号槽的下层，第二十二线圈的下元件边设置在22号 槽的上层。第四相绕组的四个线圈的连接方式为第十五线圈的上元件边A2+作为第四相绕 组的电流输入端，第十五线圈的下元件边与第十六线圈的下元件边连接，第十六线圈的上 元件边与第二十一线圈的下元件边连接，第二十一线圈的上元件边与第二十二线圈的上元 件边连接，第二十二线圈的下元件边A2-作为第四相绕组的电流输出端。
[0057] 第五相绕组由第十屯线圈、第十八线圈、第二十=线圈和第二十四线圈构成。第十 屯线圈的上元件边设置在10号槽的下层，第十屯线圈的下元件边设置在12号槽的上层;第 十八线圈的上元件边设置在12号槽的下层，第十八线圈的下元件边设置在14号槽的上层； 第二十Ξ线圈的上元件边设置在22号槽的下层，第二十Ξ线圈的下元件边设置在24号槽的 上层;第二十四线圈的上元件边设置在24号槽的下层，第二十四线圈的下元件边设置在2号 槽的上层。第五相绕组的四个线圈的连接方式为第十屯线圈的上元件边A2-作为第五相绕 组的电流输出端，第十屯线圈的下元件边与第十八线圈的下元件边连接，第十八线圈的上 元件边与第二十Ξ线圈的下元件边连接，第二十Ξ线圈的上元件边与第二十四线圈的上元 件边连接，第二十四线圈的下元件边B化作为第五相绕组的电流输入端。
[0058] 第六相绕组由第十Ξ线圈、第十四线圈、第十九线圈和第二十线圈构成。第十Ξ线 圈的上元件边设置在2号槽的下层，第十Ξ线圈的下元件边设置在4号槽的上层;第十四线 圈的上元件边设置在4号槽的下层，第十四线圈的下元件边设置在6号槽的上层;第十九线 圈的上元件边设置在14号槽的下层，第十九线圈的下元件边设置在16号槽的上层;第二十 线圈的上元件边设置在16号槽的下层，第二十线圈的下元件边设置在18号槽的上层。第六 相绕组的四个线圈的连接方式为第十Ξ线圈的上元件边C2-作为第六相绕组的电流输出 端，第十Ξ线圈的下元件边与第十四线圈的下元件边连接，第十四线圈的上元件边与第十 九线圈的下元件边连接，第十九线圈的上元件边与第二十线圈的下元件边连接。第二十线 圈的下元件边C化作为第六相绕组的电流输入端。
[0059] 第一相绕组的电流输入端A1 +、第二相绕组的电流输入端B1+和第Ξ相绕组的电流 输入端C1+，与一组Ξ相全桥逆变器连接，由该Ξ相全桥逆变器供电。第四相绕组的电流输 入端A2+、第五相绕组的电流输入端B化和第六相绕组的电流输入端C2+，与另一组Ξ相全桥 逆变器连接，由该Ξ相全桥逆变器供电。即两套Ξ相绕组可分别采用独立的Ξ相逆变器供 电。
[0060] 第一绕组的电流输出端A1 -、第二相绕组的电流输出端B1 -、第Ξ相绕组的电流输 出端C1-、第四相绕组的电流输出端A2-、第五相绕组的电流输出端B2-和第六相绕组的电流 输出端C2-结成一个公共点。或者，第一绕组的电流输出端A1 -、第二相绕组的电流输出端 B1-和第Ξ相绕组的电流输出端C1-结成一个公共点；第四相绕组的电流输出端A2-、第五相 绕组的电流输出端B2-和第六相绕组的电流输出端C2-结成另一个公共点。各个线圈的应数 相等，每个线圈的具体应数不做限定。
[0061] 本实施例公开的第一套Ξ相绕组和第二套Ξ相绕组均为Ξ相双层绕组，即线圈个 数等于槽数，每个槽内放置上下两个线圈边。且采用叠绕组，即相邻两个串联线圈中，后一 个线圈叠加在前一个线圈上。
[0062] 定子槽数为24,磁极数为10时（磁极对数P为5)，1个槽距相差的电角度为5*360°/ 24 = 75°。因此，采用图2和图3的线圈连接方式后，第一套Ξ相绕组与第二套Ξ相绕组的对 应相(41和42、8巧邮2、^及(：1和〔2)相差5个槽距，相差的电角度为5*75°=375°，即相差15。 电角度。定子槽数为24,磁极数为14时，磁极对数P为7,相邻两槽之间相差的电角度为7* 360°/24= 105°。因此，采用图2和图3的线圈连接方式后，第一套Ξ相绕组与第二套Ξ相绕 组的对应相(41和42、81和82、^及(：1和〔2)相差5个槽距，相差的电角度为5*105°=525°，即 相差15°电角度。
[0063] W定子的槽数为24槽，转子的磁极数为10的表贴式永磁同步电机为例，一套Ξ相 绕组瞬时短路故障时，0°绕组连接方式、30°绕组连接方式W及15°绕组连接方式的电流峰 值及其退磁定子磁动势峰值的计算结果分别如下表所示(计算条件为：电机外径90mm，轴长 50mm，正常工作铜损160W，每相应数为24,转速4000转/分）。
[0064]
[0065] ~由试验结果可见，双Ξ相永磁同步电机采用15°绕组连接方式，可有效降低瞬时短胃 路电流峰值（约28%的下降），且峰值退磁定子磁动势可降低约63%。故可显著提高双Ξ相 永磁同步电机发生短路故障时的容错性能，降低瞬时短路故障造成的影响。即实现减小Ξ 相瞬态短路电流和峰值制动转矩，W及降低永磁体不可逆退磁风险的目的。
[0066] 图4为当线圈节距为2,定子的槽数为48,转子的磁极数为20或2別寸，第一套Ξ相绕 组的接线展开示意图的一部分，图5为当线圈节距为2,定子的槽数为48,转子的磁极数为20 或2別寸，第一套Ξ相绕组的接线展开示意图的另一部分。
[0067] 第一套Ξ相绕组包括24个线圈，依此设置在环形定子的槽内形成一圈。前12个线 圈与当线圈节距为2,定子的槽数为24,转子的磁极数为10或14时，第一套Ξ相绕组包括的 12个线圈的连接方式一致，参见图2和图4所示；后12个线圈也与当线圈节距为2,定子的槽 数为24,转子的磁极数为10或14时，第一套Ξ相绕组包括的12个线圈的连接方式一致，参见 图2和图5所示。即当线圈节距为2,定子的槽数为48,转子的磁极数为20或2別寸，与当线圈节 距为2,定子的槽数为24,转子的磁极数为10或14时相比，第一套Ξ相绕组包括24个线圈，且 分为两个连接方式相同的部分，运两个相同部分之间的连接关系具体为:第一部分（即图4 中）的A1-与第二部分（即图5中）的A1+连接构成第一相绕组，第一部分的B1+与第二部分的 B1-连接构成第二相绕组，第一部分的C1-与第二部分的C1+连接构成第Ξ相绕组。同理第二 套Ξ相绕组的24个线圈之间的连接关系易知，本实施例不再寶述。
[0068] 定子槽数为48,磁极数为20时，磁极对数P为10,相邻两槽之间相差的电角度为10* 360°/48 = 75°。因此，第一套Ξ相绕组采用图4和图5的线圈连接方式，W及第二套Ξ相绕组 采用相应的线圈连接后，第一套Ξ相绕组与第二套Ξ相绕组的对应相(A1和A2、B1和B2、W 及Cl和C2)相差5个槽距，相差的电角度为5*75° = 375°，即相差15°电角度。定子槽数为48， 磁极数为2別寸，磁极对数P为14,相邻两槽之间相差的电角度为14*360°/48=105°。因此，第 一套Ξ相绕组采用图4和图5的线圈连接方式，W及第二套Ξ相绕组采用相应的线圈连接 后，第一套Ξ相绕组与第二套Ξ相绕组的对应相(A1和A2、B1和B2、W及C1和C2)相差5个槽 距，相差的电角度为5*105° =525°，即相差15°电角度。
[0069] 当在定子的槽数为24的N倍，且转子的磁极数为10的N倍或14的N倍时，N为正整数， 第一套Ξ相绕组的线圈个数为12*N，分为连接方式相同的N部分，每一部分都与当定子的槽 数为24时的第一套Ξ相绕组连接方式相同，运N部分之间串联。例如，N=3时，第一套Ξ相绕 组的线圈个数为N=1时的3倍，且分为连接方式相同的3部分，第一部分与第二部分串联，第 二部分与第Ξ部分串联形成N=3时的第一套Ξ相绕组。第二套Ξ相绕组的情况类似，不再 寶述。具体的，已经列举出N=2时，第一套Ξ相绕组的连接关系，参见图4、图5W及图4和图5 的文字介绍部分。因此，本领域技术人员，根据上述公开内容可W推理出其他N等于其他数 值时，第一套Ξ相绕组和第二套Ξ相绕组的具体连接方式，本实施例不再寶述。
[0070] 因此，当定子槽数为24*N，磁极数为10*N时，磁极对数P为5*N，相邻两槽之间相差 的电角度为5*N*360V(24*N) = 75°。因此，第一套Ξ相绕组，W及第二套Ξ相绕组采用相应 的线圈连接后，第一套Ξ相绕组与第二套Ξ相绕组的对应相(A1和A2、B1和B2、W及C1和C2) 相差5个槽距，相差的电角度为5*75° = 375°，即相差15°电角度。定子槽数为24*N，磁极数为 14*N时，磁极对数P为7*N，相邻两槽之间相差的电角度为7*N*360V(24*N) = 105°。因此，第 一套Ξ相绕组W及第二套Ξ相绕组采用相应的线圈连接后，第一套Ξ相绕组与第二套Ξ相 绕组的对应相(A1和A2、B1和B2、W及C1和C2)相差5个槽距，相差的电角度为5*105° =525°， 即相差15°电角度。
[0071] 在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体 区分开来，而不一定要求或者暗示运些实体之间存在任何运种实际的关系或者顺序。而且， 术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列 要素设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为运种 设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个……"限定的要素，并不排 除在包括所述要素的设备中还存在另外的相同要素。
[0072] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。 对运些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可W在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请 将不会被限制于本文所示的运些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种双三相永磁同步电机，具有定子和转子，其特征在于，所述定子的槽内绕置有第 一套三相绕组和第二套三相绕组，其中， 所述第一套三相绕组包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组，且所述第一相绕组、 所述第二相绕组和所述第三相绕组对称设置； 所述第二套三相绕组包括第四相绕组、第五相绕组和第六相绕组，所述第四相绕组、第 五相绕组和第六相绕组对称设置； 所述第一套三相绕组和所述第二套三相绕组之间采用15°绕组连接方式，以使所述第 一套三相绕组的三相与所述第二套三相绕组的对应相之间分别相差15°电角度。2. 根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第一套三相绕组和所述第二套三相绕 组均为:三相双层绕组。3. 根据权利要求2所述电机，其特征在于，所述三相双层绕组的绕制型式为:叠绕式。4. 根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述定子的槽数为24*N，所述转子的磁极 数为10*N或14*N，所述N为正整数。5. 根据权利要求4所述的电机，其特征在于，当每个线圈节距为2,每个线圈匝数为M，所 述Μ为正整数时，所述第一套三相绕组和所述第二套三相绕组之间采用15°绕组连接方式具 体为： 所述第一套三相绕组的三相与所述第二套三相绕组的对应相之间分别相差5个槽距。6. 根据权利要求5所述的电机，其特征在于，当所述定子包括24个槽，所述24个槽依此 编号，所述转子包括10个或14个磁极时，所述第一套三相绕组的三相与所述第二套三相绕 组的对应相之间分别相差5个槽距具体为： 所述第一套三相绕组的所述第一相绕组由第一线圈、第二线圈、第七线圈和第八线圈 构成； 所述第一线圈的上元件边设置在1号槽的下层，下元件边设置在3号槽的上层;所述第 二线圈的上元件边设置在3号槽的下层，下元件边设置在5号槽的上层;所述第七线圈的上 元件边设置在13号槽的下层，下元件边设置在15号槽的上层;所述第八线圈的上元件边设 置在15号槽的下层，下元件边设置在17号槽上层； 所述第一线圈的上元件边为所述第一相绕组的电流输入端，所述第一线圈的下元件边 与所述第二线圈的下元件边连接，所述第二线圈的上元件边与所述第七线圈的下元件边连 接，所述第七线圈的上元件边与所述第八线圈的上元件边连接，所述第八线圈的下元件边 为所述第一相绕组Α1的电流输出端； 所述第一套三相绕组的所述第二相绕组由第三线圈、第四线圈、第九线圈和第十线圈 构成； 所述第三线圈的的上元件边设置在5号槽的下层，下元件边设置在7号槽上层;所述第 四线圈的上元件边设置在7号槽的下层，下元件边设置在9号槽的上层;所述第九线圈的上 元件边设置在17号槽的下层，下元件边设置在19号槽的上层;所述第十线圈的上元件边设 置在19号槽的下层，下元件边设置在21号槽的上层； 所述第三线圈的上元件边为所述第二相绕组的电流输出端，所述第三线圈的下元件边 与所述第四线圈的下元件边连接，所述第四线圈的上元件边与所述第九线圈的下元件边连 接，所述第九线圈的上元件边与所述第十线圈的上元件边连接，所述第十线圈的下元件边 为所述第二相绕组的电流输入端； 所述第一套三相绕组的第三相绕组由第五线圈、第六线圈、第十一线圈和第十二线圈 构成； 所述第五线圈的上元件边设置在9号槽的下层，下元件边设置在11号槽的上层;所述第 六线圈设置的上元件边在11号槽的下层，下元件边设置在13号槽的上层;所述第十一线圈 的上元件边设置在21号槽的下层，下元件边在23号槽上层;所述第十二线圈的上元件边设 置在23号槽的下层，下元件边设置在1号槽的上层； 所述第五线圈的上元件边为所述第三相绕组的电流输入端，所述第五线圈的下元件边 与所述第六线圈的下元件边连接，所述第六线圈的上元件边与所述第十一线圈的下元件边 连接，所述第十一线圈的上元件边与所述第十二线圈的上元件边连接，所述第十二线圈的 下元件边为所述第三相绕组的电流输出端； 所述第二套三相绕组的所述第四相绕组由第十五线圈、第十六线圈、第二十一线圈和 第二十二线圈构成； 所述第十五线圈的上元件边设置在6号槽的下层，下元件边设置在8号槽的上层;所述 第十六线圈的上元件边设置在8号槽的下层，下元件边设置在10号槽的上层;所述第二十一 线圈的上元件边设置在18号槽的下层，下元件边设置在20号槽的上层;所述第二十二线圈 的上元件边设置在20号槽的下层，下元件边设置在22号槽的上层； 所述第十五线圈的上元件边为所述第四相绕组的电流输入端，所述第十五线圈的下元 件边与所述第十六线圈的下元件边连接，所述第十六线圈的上元件边与所述第二十一线圈 的下元件边连接，所述第二十一线圈的上元件边与所述第二十二线圈的上元件边连接，所 述第二十二线圈的下元件边为所述第四相绕组的电流输出端； 所述第二套三相绕组的所述第五相绕组由第十七线圈、第十八线圈、第二十三线圈和 第二十四线圈构成； 所述第十七线圈的上元件边设置在10号槽的下层，下元件边设置在12号槽的上层;所 述第十八线圈的上元件边设置在12号槽的下层，下元件边设置在14号槽的上层;所述第二 十三线圈的上元件边设置在22号槽的下层，下元件边设置在24号槽的上层;所述第二十四 线圈的上元件边设置在24号槽的下层，下元件边设置在2号槽的上层； 所述第十七线圈的上元件边为所述第五相绕组的电流输出端，所述第十七线圈的下元 件边与所述第十八线圈的下元件边连接，所述第十八线圈的上元件边与所述第二十三线圈 的下元件边连接，所述第二十三线圈的上元件边与所述第二十四线圈的上元件边连接，所 述第二十四线圈的下元件边为所述第五相绕组的电流输入端； 所述第二套三相绕组的所述第六相绕组由第十三线圈、第十四线圈、第十九线圈和第 二十线圈构成； 所述第十三线圈的上元件边设置在2号槽的下层，下元件边设置在4号槽的上层;所述 第十四线圈的上元件边设置在4号槽的下层，下元件边设置在6号槽的上层;所述第十九线 圈的上元件边设置在14号槽的下层，下元件边设置在16号槽的上层;所述第二十线圈的上 元件边设置在16号槽的下层，下元件边设置在18号槽的上层； 所述第十三线圈的上元件边为所述第六相绕组的电流输出端，所说第十三线圈的下元 件边与所述第十四线圈的下元件边连接，所述第十四线圈的上元件边与所述第十九线圈的 下元件边连接，所述第十九线圈的上元件边与所述第二十线圈的下元件边连接，所述第二 十线圈的下元件边为第六相绕组的电流输入端； 所述第一绕组的电流输出端、所述第二相绕组的电流输出端、所述第三相绕组的电流 输出端、所述第四相绕组的电流输出端、所述第五相绕组的电流输出端和所述第六相绕组 的电流输出端结成一个公共点；或者，所述第一绕组的电流输出端、所述第二相绕组的电流 输出端和所述第三相绕组的电流输出端结成一个公共点，所述第四相绕组的电流输出端、 所述第五相绕组的电流输出端和所述第六相绕组的电流输出端结成另一个公共点。
【文档编号】H02K3/28GK106059153SQ201610676730
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月16日
【发明人】冯江华, 诸自强, 许培林, 褚文强, 王禹, 陈致初, 许峻峰, 郭淑英, 冯守智, 史俊旭
【申请人】中车株洲电力机车研究所有限公司