專利名稱：多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機，是一種多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機，具有差速運行和容 錯運行等特點。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)電機大多采用疊繞組和徑向結(jié)構(gòu)，疊繞組的缺點在于過長的端部和繞組連接 線，這使得電機的軸向長度增加，體積增大。針對疊繞組的缺點，上世紀末，人們提出環(huán)形 繞組的概念。然而，環(huán)形繞組雖已有應(yīng)用，但大多應(yīng)用于徑向結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)電機，由于只能利 用繞組的一側(cè)，所以利用率較低。盡管近年來出現(xiàn)了雙轉(zhuǎn)子感應(yīng)/永磁電機，但由于結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，控制性能不佳，應(yīng)用并不廣泛。另外，采用這種電機的三相傳動系統(tǒng)存在價格昂貴，可靠 性低等缺點，只要有一相出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就無法正常工作，可靠性進一步降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機，它將多相環(huán)形繞組 和盤式雙轉(zhuǎn)子電機結(jié)合起來，適合作為汽車差速驅(qū)動橋的裝置，代替常規(guī)機械驅(qū)動橋的傳 動軸、主減速器和差速器等構(gòu)件，在汽車轉(zhuǎn)彎或車輪打滑時提高汽車的控制性能。一種多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機包括定子盤、環(huán)型繞組、轉(zhuǎn)子盤、軸承和固 定軸，其中，定子盤為雙面開槽的盤式環(huán)形鐵芯，每面的定子槽均為平行槽并均勻地分布在 每個環(huán)面上；環(huán)形繞組纏繞在每兩個軸向相對應(yīng)的定子槽中，形成一個環(huán)狀的線圈，每對定 子槽都形成一個獨立的線圈，得到與定子槽數(shù)相同的線圈數(shù)，組成多相繞組；左側(cè)轉(zhuǎn)子盤和 右側(cè)轉(zhuǎn)子盤為盤式環(huán)形鐵芯，每個轉(zhuǎn)子盤又分別由內(nèi)外不同直徑的內(nèi)端環(huán)、外端環(huán)和若干 導(dǎo)條組成，導(dǎo)條采用直槽或斜槽分布，在導(dǎo)條的端部，用兩個端環(huán)分別把所有導(dǎo)條的兩端都 連接起來形成轉(zhuǎn)子繞組；左側(cè)轉(zhuǎn)子盤和右側(cè)轉(zhuǎn)子盤分別通過左側(cè)軸承和右側(cè)軸承與固定軸 連接，左側(cè)轉(zhuǎn)子盤和右側(cè)轉(zhuǎn)子盤圍繞固定軸旋轉(zhuǎn)，左側(cè)轉(zhuǎn)子盤和右側(cè)轉(zhuǎn)子盤分別具有不同 的轉(zhuǎn)速。另一種多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機包括定子盤、環(huán)型繞組、轉(zhuǎn)子盤和轉(zhuǎn)軸， 其中，定子盤為雙面開槽的盤式環(huán)形鐵芯，每面的定子槽均為平行槽并均勻地分布在每個 環(huán)面上；環(huán)形繞組繞在每兩個軸向相對應(yīng)的定子槽中，形成一個環(huán)狀的線圈，每對定子槽都 形成一個獨立的線圈，得到與定子槽數(shù)相同的線圈數(shù)，組成多相繞組；左側(cè)轉(zhuǎn)子盤和右側(cè)轉(zhuǎn) 子盤為盤式環(huán)形鐵芯，每個轉(zhuǎn)子盤又分別由內(nèi)外不同直徑的內(nèi)端環(huán)、外端環(huán)和若干導(dǎo)條組 成，導(dǎo)條采用直槽或斜槽分布，在導(dǎo)條的端部，用兩個端環(huán)分別把所有導(dǎo)條的兩端都連接起 來形成轉(zhuǎn)子繞組；左側(cè)轉(zhuǎn)子盤和右側(cè)轉(zhuǎn)子盤固定在轉(zhuǎn)軸上，左側(cè)轉(zhuǎn)子盤和右側(cè)轉(zhuǎn)子盤與轉(zhuǎn) 軸以相同的速度旋轉(zhuǎn)。所述導(dǎo)條采用直槽或斜槽的槽型采用開口槽、半閉口槽或閉口槽。所述的導(dǎo)條的 材料是鋁或銅。本發(fā)明的多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機采用雙面開槽的定子盤和環(huán)形繞組，這種結(jié)構(gòu)使兩個定子面均為工作面，提高了繞組利用率，易于嵌線；利用多相繞組的特點， 還可以實現(xiàn)電子變極，并具有更高的可靠性。另外，結(jié)構(gòu)I型多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng) 電機利用感應(yīng)電機具有滑差的特點，使兩個轉(zhuǎn)子可以通過調(diào)節(jié)滑差運行于不同的轉(zhuǎn)速下， 從而使其可以很好的應(yīng)用于汽車的差速驅(qū)動系統(tǒng)，提高了汽車的控制性能。


圖1是多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機的定子盤與環(huán)形繞組(以18槽為例)； 圖2是多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)子盤(以斜槽為例)；
圖3是結(jié)構(gòu)I型多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機； 圖4是結(jié)構(gòu)II型多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機； 圖5是以18槽為例的2極9相定子盤展開圖； 圖6是以18槽為例的2極9相繞組連接圖； 圖7是以18槽為例的6極3相定子盤展開圖； 圖8是以18槽為例的6極3相繞組連接圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明
如圖1、4所示，一種多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機包括定子盤、環(huán)型繞組、轉(zhuǎn)子 盤、軸承和固定軸，其特征在于定子盤2為雙面開槽的盤式環(huán)形鐵芯，每面的定子槽均為 平行槽并均勻地分布在每個環(huán)面上；環(huán)形繞組5)纏繞在每兩個軸向相對應(yīng)的定子槽中，形 成一個環(huán)狀的線圈，每對定子槽都形成一個獨立的線圈，得到與定子槽數(shù)相同的線圈數(shù)，組 成多相繞組；左側(cè)轉(zhuǎn)子盤4和右側(cè)轉(zhuǎn)子盤3為盤式環(huán)形鐵芯，每個轉(zhuǎn)子盤又分別由內(nèi)外不同 直徑的內(nèi)端環(huán)9、外端環(huán)10和若干導(dǎo)條11組成，導(dǎo)條11采用直槽或斜槽分布，在導(dǎo)條的端 部，用兩個端環(huán)分別把所有導(dǎo)條的兩端都連接起來形成轉(zhuǎn)子繞組；左側(cè)轉(zhuǎn)子盤4和右側(cè)轉(zhuǎn) 子盤3分別通過左側(cè)軸承7和右側(cè)軸承6與固定軸1連接，左側(cè)轉(zhuǎn)子盤4和右側(cè)轉(zhuǎn)子盤3 圍繞固定軸1旋轉(zhuǎn)，左側(cè)轉(zhuǎn)子盤4和右側(cè)轉(zhuǎn)子盤3分別具有不同的轉(zhuǎn)速。如圖2、4所示，另一種多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機包括定子盤、環(huán)型繞組、 轉(zhuǎn)子盤和轉(zhuǎn)軸，其特征在于定子盤2為雙面開槽的盤式環(huán)形鐵芯，每面的定子槽均為平行 槽并均勻地分布在每個環(huán)面上；環(huán)形繞組5纏繞在每兩個軸向相對應(yīng)的定子槽中，形成一 個環(huán)狀的線圈，每對定子槽都形成一個獨立的線圈，得到與定子槽數(shù)相同的線圈數(shù)，組成多 相繞組；左側(cè)轉(zhuǎn)子盤4和右側(cè)轉(zhuǎn)子盤3為盤式環(huán)形鐵芯，每個轉(zhuǎn)子盤又分別由內(nèi)外不同直徑 的內(nèi)端環(huán)9、外端環(huán)10和若干導(dǎo)條11組成，導(dǎo)條11采用直槽或斜槽分布，在導(dǎo)條的端部， 用兩個端環(huán)分別把所有導(dǎo)條的兩端都連接起來形成轉(zhuǎn)子繞組；左側(cè)轉(zhuǎn)子盤4和右側(cè)轉(zhuǎn)子盤 3固定在轉(zhuǎn)軸8上，左側(cè)轉(zhuǎn)子盤4和右側(cè)轉(zhuǎn)子盤3與轉(zhuǎn)軸8以相同的速度旋轉(zhuǎn)。所述導(dǎo)條11采用直槽或斜槽的槽型采用開口槽、半閉口槽或閉口槽。所述的導(dǎo)條11的材料是鋁或銅。如圖3所示，該種結(jié)構(gòu)的定子磁路特點使定子軛部所需的軸向長度較短，利于提 高電機功率密度；環(huán)形繞組使兩個定子面均為工作面，提高了繞組利用率；由于該繞組端 部緊貼著鐵心，所以它的繞組端部長度要短的多，漏磁要少的多，故繞組電阻和端部漏抗要比傳統(tǒng)電機小的多；由于該繞組端部長度不隨電機直徑改變而改變，從而能利用增大電機 徑長比的方法來提高電機轉(zhuǎn)矩密度；由于每個環(huán)形線圈都是獨立的，可單獨成為一相，也可 多個線圈組成一相。 圖5-8為多相環(huán)形繞組連接實例，以18槽為例，每個定子環(huán)面均有18個槽，則有 18個環(huán)形線圈，在圖5、7中，每個線圈組均占據(jù)了上下兩個槽，圖中大寫字母A、B、C…表示 相應(yīng)相的電流流入紙面，a、b、c…表示電流流出紙面；A-a，B-b, C_c，…依次構(gòu)成A、B、O·· 相繞組。在圖6中，A相繞組的連接方式為上槽1-下槽1-下槽10-上槽10，其他相與A 相相似，這就組成了 2極9相電機；在圖8中，A相繞組的連接方式為上槽1/7/13-下槽 1/7/13-下槽4/10/16-上槽4/10/16，然后將三組連線并聯(lián)，其他相與A相相似，這就組成 了 6極3相電機。
權(quán)利要求
1.一種多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機，包括定子盤、環(huán)型繞組、轉(zhuǎn)子盤、軸承和固 定軸，其特征在于定子盤(2)為雙面開槽的盤式環(huán)形鐵芯，每面的定子槽均為平行槽并均 勻地分布在每個環(huán)面上；環(huán)形繞組(5)纏繞在每兩個軸向相對應(yīng)的定子槽中，形成一個環(huán) 狀的線圈，每對定子槽都形成一個獨立的線圈，得到與定子槽數(shù)相同的線圈數(shù)，組成多相繞 組；左側(cè)轉(zhuǎn)子盤(4)和右側(cè)轉(zhuǎn)子盤(3)為盤式環(huán)形鐵芯，每個轉(zhuǎn)子盤又分別由內(nèi)外不同直徑 的內(nèi)端環(huán)(9)、外端環(huán)(10)和若干導(dǎo)條(11)組成，導(dǎo)條(11)采用直槽或斜槽分布，在導(dǎo)條的 端部，用兩個端環(huán)分別把所有導(dǎo)條的兩端都連接起來形成轉(zhuǎn)子繞組；左側(cè)轉(zhuǎn)子盤(4)和右 側(cè)轉(zhuǎn)子盤(3)分別通過左側(cè)軸承(7)和右側(cè)軸承(6)與固定軸(1)連接，左側(cè)轉(zhuǎn)子盤(4)和 右側(cè)轉(zhuǎn)子盤(3)圍繞固定軸(1)旋轉(zhuǎn)，左側(cè)轉(zhuǎn)子盤(4)和右側(cè)轉(zhuǎn)子盤(3)分別具有不同的轉(zhuǎn) 速。
2.一種多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機，包括定子盤、環(huán)型繞組、轉(zhuǎn)子盤和轉(zhuǎn)軸，其 特征在于定子盤(2)為雙面開槽的盤式環(huán)形鐵芯，每面的定子槽均為平行槽并均勻地分 布在每個環(huán)面上；環(huán)形繞組(5)纏繞在每兩個軸向相對應(yīng)的定子槽中，形成一個環(huán)狀的線 圈，每對定子槽都形成一個獨立的線圈，得到與定子槽數(shù)相同的線圈數(shù)，組成多相繞組；左 側(cè)轉(zhuǎn)子盤(4)和右側(cè)轉(zhuǎn)子盤(3)為盤式環(huán)形鐵芯，每個轉(zhuǎn)子盤又分別由內(nèi)外不同直徑的內(nèi) 端環(huán)(9)、外端環(huán)(10)和若干導(dǎo)條(11)組成，導(dǎo)條(11)采用直槽或斜槽分布，在導(dǎo)條的端 部，用兩個端環(huán)分別把所有導(dǎo)條的兩端都連接起來形成轉(zhuǎn)子繞組；左側(cè)轉(zhuǎn)子盤(4)和右側(cè) 轉(zhuǎn)子盤(3)固定在轉(zhuǎn)軸(8)上，左側(cè)轉(zhuǎn)子盤(4)和右側(cè)轉(zhuǎn)子盤(3)與轉(zhuǎn)軸(8)以相同的速度 旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機，其特征在于所 述導(dǎo)條(11)采用直槽或斜槽的槽型采用開口槽、半閉口槽或閉口槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機，其特征在于所 述的導(dǎo)條(11)的材料是鋁或銅。
全文摘要
本發(fā)明是兩種多相環(huán)形繞組雙轉(zhuǎn)子盤式感應(yīng)電機，兩種電機具有相同的定子盤、環(huán)形繞組和轉(zhuǎn)子盤。其中，定子盤為雙面開槽的盤式環(huán)形鐵芯，環(huán)形繞組纏繞在每兩個軸向相對應(yīng)的定子槽中，其優(yōu)點在于節(jié)省繞組端部長度，提高繞組利用率，還可以利用多相繞組的特點實現(xiàn)電子變極等；轉(zhuǎn)子盤由內(nèi)外兩個端環(huán)以及嵌入其間的導(dǎo)條組成。不同之處在于，一種電機的轉(zhuǎn)子盤通過軸承與固定軸連接，兩個轉(zhuǎn)子盤可具有不同的轉(zhuǎn)速；另一種電機的轉(zhuǎn)子盤固定在轉(zhuǎn)軸上，兩個轉(zhuǎn)子盤與轉(zhuǎn)軸具有相同的轉(zhuǎn)速。本發(fā)明適合作為汽車差速驅(qū)動橋的裝置，代替常規(guī)機械驅(qū)動橋的傳動軸、主減速器和差速器等構(gòu)件，在汽車轉(zhuǎn)彎或車輪打滑時提高汽車的控制性能。
文檔編號H02K3/28GK102075043SQ20111002433
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月23日
發(fā)明者康敏, 李炳楠, 黃進 申請人:浙江大學(xué)