專(zhuān)利名稱(chēng)：用于缺相容錯(cuò)的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域的用于缺相容錯(cuò)運(yùn)行的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。
背景技術(shù)：
開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是多相結(jié)構(gòu)電機(jī)，相間耦合弱，在發(fā)生缺相故障時(shí)，電機(jī)允許
缺相容錯(cuò)運(yùn)行工作。如6/4結(jié)構(gòu)和12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)為三相電機(jī)，缺一相運(yùn)行時(shí)，由于此相不再出力，在激勵(lì)條件不變時(shí)，輸出平均轉(zhuǎn)矩約為正常工作時(shí)的2/3;缺兩相運(yùn)行時(shí)，輸出平均轉(zhuǎn)矩約為正常工作時(shí)的l/3; 8/6結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)為四相電機(jī)，缺一相運(yùn)行時(shí)，由于此相不再出力，在激勵(lì)條件不變時(shí)，輸出平均轉(zhuǎn)矩約為iE常工作時(shí)的3/4;缺兩相運(yùn)行時(shí)，輸出平均轉(zhuǎn)矩約為正常工作時(shí)
的l/2;開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)缺相運(yùn)行時(shí)存在的主要困難是電機(jī)難以起動(dòng)，缺相運(yùn)轉(zhuǎn)后,
其輸出平均轉(zhuǎn)矩必然降低，同時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)必然變大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種在缺相時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)效果好的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。
一種用于缺相容錯(cuò)的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，包括定子、無(wú)繞組轉(zhuǎn)子和功率變換器主電路，功率變換器主電路由不對(duì)稱(chēng)半橋電路、電源和儲(chǔ)能電容構(gòu)成，每一個(gè)定子凸極下的繞組引出構(gòu)成一相繞組，每一相繞組與功率變換器主電路中相對(duì)應(yīng) -相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接9
本發(fā)明一種用于缺相容錯(cuò)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在電機(jī)缺相容錯(cuò)運(yùn)行時(shí)仍有較高平均轉(zhuǎn)矩輸出，較小的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提高了電機(jī)系統(tǒng)缺相容錯(cuò)能力。


圖l: (a)本發(fā)明實(shí)施例開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)軸向截面圖，
(b)本發(fā)明實(shí)施例開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)定子繞組接線方式；圖2:本發(fā)明實(shí)施例12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)用12相不對(duì)稱(chēng)半橋功率變換器
電路原理圖。
圖3:電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖4: 12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)繞組正常三相接法缺第一相繞組A運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖5:本發(fā)明實(shí)施例電機(jī)缺第一相繞組Al運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖6: 12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)繞組正常三相接法缺第一相繞組A和第二相繞組B運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖7:本發(fā)明實(shí)施例電機(jī)缺第一相繞組A1、第四相繞組A2運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，以12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)為例。
所述12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，包括定子、無(wú)繞組轉(zhuǎn)子和功率變換器主電路，定子和轉(zhuǎn)子都為凸極結(jié)構(gòu)，定子凸極下嵌有電樞繞組，第一定子凸極繞組al引出構(gòu)成第一相繞組A1、第二定子凸極繞組bl引出構(gòu)成第二相繞組B1、第三定子凸極繞組c引出構(gòu)成第三相繞組C1、第四定子凸極繞組a2引出構(gòu)成第四相繞組A2、第五定子凸極繞組b2引出構(gòu)成第五相繞組B2、第六定子凸極繞組c2引出構(gòu)成第六相繞組C2、第七定子凸極繞組a3引出構(gòu)成第七相繞組A3、第八定子凸極繞組b3引出構(gòu)成第八相繞組B3、第九定子凸極繞組C3引出構(gòu)成第九相繞組C3、第十定子凸極繞組a4引出構(gòu)成第十相繞組A4、第十一定子凸極繞組b4引出構(gòu)成第十一相繞組B4、第十二定子凸極繞組c4引出構(gòu)成第十二相繞組C4。
如圖2所示，電機(jī)共有12相繞組，第一相繞組Al接第一相不對(duì)稱(chēng)半橋電路，第二相繞組Bl接第二相不對(duì)稱(chēng)半橋電路，第三相繞組Cl接第三相不對(duì)稱(chēng)半橋電路，第四相繞組A2接第四相不對(duì)稱(chēng)半橋電路，第五相繞組B2接第五相不對(duì)稱(chēng)半橋電路，第六相繞組C2接第六相不對(duì)稱(chēng)半橋電路，第七相繞組A3接第七相不對(duì)稱(chēng)半橋電路，第八相繞組B3接第八相不對(duì)稱(chēng)半橋電路，第九相繞組C3接第九相不對(duì)稱(chēng)半橋電路，第十相繞組A4接第十相不對(duì)稱(chēng)半橋電路，第十一相繞組B4接第十一相不對(duì)稱(chēng)半橋電路，第十二相繞組C4接第十二相不對(duì)稱(chēng)半橋電路。
當(dāng)一相發(fā)生故障時(shí)，此相不再出力，其他相正常工作，此時(shí)共有l(wèi)l相正常工作，在激勵(lì)條件不變的情況下，輸出平均轉(zhuǎn)矩約為正常工作時(shí)平均轉(zhuǎn)矩的11/12;當(dāng)任兩相發(fā)生故障時(shí)，此兩相不再出力，其他相正常工作，此時(shí)共有IO相正常工作，在其他條件不變的情況下，輸出平均轉(zhuǎn)矩約為正常工作時(shí)平均轉(zhuǎn)矩的10/12。
利用JAMG軟件建立12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)場(chǎng)路耦合的有限元模型，同等激勵(lì)條件下，仿真系統(tǒng)在正常運(yùn)行和缺相運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩特性。
圖3為電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖，電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)平均轉(zhuǎn)矩為1.74Nm。圖4為電機(jī)繞組正常三相接法時(shí)缺第一相繞組A運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖，圖中虛線表示平均輸出轉(zhuǎn)矩，為1.12Nm。
圖5為本發(fā)明12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例缺第一相繞組A1時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩，圖中虛線表示平均輸出轉(zhuǎn)矩，為1.61Nm。
對(duì)比圖4和圖5可知，本發(fā)明12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例缺一相運(yùn)行時(shí)的平均輸出轉(zhuǎn)矩比三相連接時(shí)的缺一相運(yùn)行的平均輸出轉(zhuǎn)矩增加，而輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減小。
圖6為電機(jī)繞組正常三相接法時(shí)缺第一相繞組A和第二相繞組B運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和平均轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果圖，圖中虛線表示平均輸出轉(zhuǎn)矩，為0.504Nm。
圖7為本發(fā)明12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例1缺第一相繞組Al、第四相繞組A2時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩。圖中虛線表示平均輸出轉(zhuǎn)矩，為1.50Nm。
對(duì)比圖6和圖7可知，本發(fā)明12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例缺兩相運(yùn)行時(shí)的平均輸出轉(zhuǎn)矩比三相連接時(shí)的缺兩相運(yùn)行的平均輸出轉(zhuǎn)矩增加，而輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減小。
對(duì)于6/4結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，把每個(gè)極的繞組引出構(gòu)成一相繞組，每一相繞組通過(guò)不對(duì)稱(chēng)半橋功率變換器相對(duì)應(yīng)的一相電路連接工作，在各相繞組自感的上升期通以電流，這樣電機(jī)共有6相繞組。在激勵(lì)條件不變時(shí)，電機(jī)在缺一相運(yùn)行時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩約為正常運(yùn)行時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩的5/6，電機(jī)在缺兩相運(yùn)行時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩約為正常運(yùn)行時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩的4/6，電機(jī)在缺相運(yùn)行時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩比正常三相繞組接線方式時(shí)缺相運(yùn)行時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩增加，在缺相運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)比正常三相繞組接線方式時(shí)缺相運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減小。
對(duì)于8/6結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，把每個(gè)極的繞組引出構(gòu)成一相繞組，每一相繞組通過(guò)不對(duì)稱(chēng)半橋功率變換器相對(duì)應(yīng)的一相電路連接工作，在各相繞組自感的上升期通以電流，這樣電機(jī)共有8相繞組。在激勵(lì)條件不變時(shí)，電機(jī)在缺一相運(yùn)行時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩約為正常工作時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩的7/8，電機(jī)在缺兩相時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩約為正常工作時(shí)的6/8，電機(jī)在缺相運(yùn)行時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩比正常四相繞組接線方式時(shí)缺相運(yùn)行時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩增加，在缺相運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)比正常四相繞組接線方式時(shí)缺相運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減小。
權(quán)利要求
1. 一種用于缺相容錯(cuò)的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)包括定子、無(wú)繞組轉(zhuǎn)子和功率變換器主電路，功率變換器主電路由不對(duì)稱(chēng)半橋電路、電源和儲(chǔ)能電容構(gòu)成，其特征在于每一個(gè)定子凸極下的繞組引出構(gòu)成一相繞組，每一相繞組與功率變換器主電路中相對(duì)應(yīng)的一相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種用于缺相容錯(cuò)的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，包括定子、無(wú)繞組轉(zhuǎn)子和功率變換器主電路，功率變換器主電路由不對(duì)稱(chēng)半橋電路、電源和儲(chǔ)能電容構(gòu)成，每一個(gè)定子凸極下的繞組引出構(gòu)成一相繞組，每一相繞組與功率變換器主電路中相對(duì)應(yīng)的一相不對(duì)稱(chēng)半橋電路連接。在各相繞組自感的上升期通以電流。這樣通過(guò)改變繞組連接方式，使得電機(jī)在缺相運(yùn)行時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩比正常接線方式時(shí)缺相運(yùn)行時(shí)的輸出平均轉(zhuǎn)矩增加，輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減小，提高了電機(jī)系統(tǒng)缺相容錯(cuò)能力。
文檔編號(hào)H02K29/00GK101478215SQ20081015654
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者彭晶晶, 王曉琳, 鄧智泉, 陳小元 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)