CN2930070Y - 多套三相绕组永磁无刷直流电动机 - Google Patents

多套三相绕组永磁无刷直流电动机 Download PDF

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Abstract

多套三相绕组永磁无刷直流电动机，为了克服现有电机存在的电磁兼容性差、可靠性低等缺陷，本实用新型在电机定子铁芯的槽中嵌放有多套三相绕组，各套三相绕组之间电气相互独立、相位互差固定角度θ；各套三相绕组由控制器功率开关电路联接成“Y形”或“△形”；各套三相绕组的工作方式由控制器依据负载状态组合确定。该结构多套三相绕组之间没有任何电气连接，既可共同工作，也可组合工作；在伺服***低压供电、高功率输出时，可改善单套三相绕组电流过大而造成电磁兼容性、绕组工艺实施性和功率开关的可靠性等问题。

Description

多套三相绕组永磁无刷直流电动机
(一)技术领域
本实用新型涉及一种电机，尤其是一种采用三相绕组结构的永磁无刷直流电动机。
(二)背景技术
运动控制***、伺服***及电力作动场合往往需要永磁无刷直流电机在低电压(如直流24V或36V)供电的条件下大功率、高转速工作；常见的三相无刷电机绕组结构可分为“Y形”和“△形”两种连接方式，且通常只设置单套三相绕组。单套三相绕组虽然设计及结构简单，但在电机大功率、高转速运行时，相绕组工作电流大、匝数少电感低、绕组电流换相引发母线电压浪涌大。因此，易引发伺服电机电枢绕组工艺实施性差、伺服***电磁兼容性恶化、伺服控制器功率开关的可靠性降低等问题。
(三)发明内容
为了克服现有单套三相无刷直流电机在低压供电、高功率输出时存在的电磁兼容性差、可靠性低等缺陷，本实用新型提出了一种电气隔离型多套三相绕组无刷直流电机绕组结构。该结构与传统永磁无刷直流电机绕组结构相比，多套三相绕组之间没有任何电气连接，既可共同工作，也可组合工作；在伺服***低压供电、高功率输出时，可改善单套三相绕组电流过大而造成电磁兼容性、绕组工艺实施性和功率开关的可靠性等问题。
本实用新型包括电机定子铁芯、多套三相绕组、电机转子，其特征在于：定子铁芯的槽中嵌放有多套三相绕组，各套三相绕组之间电气相互独立、相位互差固定角度θ；各套三相绕组由控制器功率开关电路联接成“Y形”或“△形”；各套三相绕组的工作方式由控制器依据负载状态组合确定。
多套三相绕组之间相位互差固定角度，角度θ计算公式可由下式确定：
式中p为绕组相数，在本实用新型中绕组为三相绕组，故p＝3；n表示三相绕组的套数。
作为本实用新型的一个优选方案，采用四套三相绕组，即式(1)中n＝4。各套三相绕组之间相位互差30°，每套三相绕组由控制器功率电路连接成“Y形”，相与相之间互差120°。
本实用新型的优点：
电枢绕组采用电气隔离型多套三相方式，既可以多套绕组同时工作，又可通过伺服控制器选择其中几套工作，具有多负载点、工作效率高的优点；
当多套三相绕组共同工作时，降低了同容量单套三相绕组换相电流的幅值，有效改善了伺服***的传导和辐射电磁兼容性能；同时缓解了大功率伺服电机运行对有限容量低压电网的浪涌冲击，为电网上的其它任务设备正常工作提供保障；
隔离型各套三相绕组的工作不会相互影响，因此，即使由于工艺、环境、使用等因素导致其中一套三相绕组发生故障，其它套三相绕组可作为余度备份正常工作；如果多套三相绕组同时工作时其中一套或几套三相绕组故障，其余套三相绕组仍可降额工作，可适应某些应急场合需要；
低电压、高转速、大电流会导致传统无刷直流电机的绕组匝数少、线径粗、绕组嵌线及整形工艺实施困难；采用多套三相绕组，可缓解绕组嵌线和整形等实施工艺的困难。
(四)附图说明
图1是本实用新型的原理框图。
图2是本实用新型的优选实施例的电路图。
(五)具体实施方式
在图2所示的实施例中，无刷直流电机绕组形式为隔离型四套三相绕组，四套绕组分别是A1-B1-C1、A2-B2-C2、A3-B3-C3、A4-B4-C4。每套三相绕组各相之间互差120°，四套绕组相互间无任何电气连接，相位互差30°。四套绕组与控制器相联，既可以共同工作，又可根据负载额定值的不同而独立工作。

Claims (3)

1、多套三相绕组永磁无刷直流电动机，包括电机定子铁芯、多套三相绕组、电机转子，其特征在于：定子铁芯的槽中嵌放有多套三相绕组，各套三相绕组之间电气相互独立、相位互差固定角度θ；各套三相绕组由控制器功率开关电路联接成“Y形”或“三角形”；各套三相绕组的工作方式由控制器依据负载状态组合确定。
2、根据权利要求1的多套三相绕组永磁无刷直流电动机，其特征在于：所述的角度θ计算公式可由下式确定：
Figure Y2006200791090002C1
式中p为绕组相数，在本实用新型中绕组为三相绕组，故p＝3；n表示三相绕组的套数。
3、根据权利要求2的多套三相绕组永磁无刷直流电动机，其特征在于：采用四套三相绕组，即所述的n＝4；各套三相绕组之间相位互差30°，每套三相绕组由控制器功率电路连接成“Y形”，相与相之间互差120°。
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