專利名稱：用于缺相容錯的12/8結構開關磁阻電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于缺相容錯的12/8結構開關磁阻電機，屬開關磁阻電機。
背景技術：
開關磁阻電機是多相結構電機，相間耦合弱，在發(fā)生缺相故障時，電機允許缺相容錯運行工作。12/8結構開關磁阻電機為三相電機，缺一相運行時，由于此相不再出力，在激勵條件不變時，輸出平均轉矩約為正常工作時的2/3；缺兩相時，輸出平均轉矩約為正常工作時的1/3。其缺相運行時存在的主要困難是電機難以起動，缺相運轉后，其輸出平均轉矩必然降低，同時轉矩脈動必然變大。
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提出一種用于缺相容錯運行性能好的12/8結構開關磁阻電機。
本發(fā)明用于缺相容錯的12/8結構開關磁阻電機包括定子、無繞組轉子和功率變換器主電路，功率變換器主電路由六相不對稱半橋電路、電源和儲能電容構成，其特征在于把相差90度或180度機械角的兩個定子凸極上的兩個繞組串聯(lián)或并聯(lián)構成一相繞組，每一相繞組與功率變換器主電路中相對應的一相不對稱半橋電路連接。
本發(fā)明用于缺相容錯的12/8結構開關磁阻電機，與現(xiàn)有技術相比，通過改變電機的繞組連接方式，使得電機在缺相運行時的輸出平均轉矩比正常三相接線方式時缺相運行時的輸出平均轉矩增加，缺相運行時的輸出轉矩脈動比正常三相接線方式時缺相運行時的輸出轉矩脈動減小，提高了系統(tǒng)的缺相容錯能力，很好保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
下面結合附圖對本發(fā)明具體實施方式
進行詳細說明。
圖1(a)本發(fā)明實施例開關磁阻電機軸向截面圖， (b)本發(fā)明實施例開關磁阻電機功率變換器主電路原理圖； 圖2本發(fā)明實施例1開關磁阻電機定子繞組接線方式； 圖3本發(fā)明實施例2開關磁阻電機定子繞組接線方式； 圖4電機正常運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖； 圖5電機繞組正常三相接法缺第一相繞組A運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖； 圖6本發(fā)明實施例1電機缺第一相繞組A1運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖； 圖7電機繞組正常三相接法缺第一相繞組A和第二相繞組B運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖； 圖8本發(fā)明實施例1電機缺第一相繞組A1、第四相繞組A2運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖。
具體實施例方式 圖1所示為12/8結構開關磁阻電機包括定子、無繞組轉子和功率變換器主電路，功率變換器主電路由六相不對稱半橋電路、電源和儲能電容構成，定子凸極上繞有集中繞組。
實施例1如圖2所示，第一定子凸極a1、第七定子凸極a3下的繞組串聯(lián)構成第一相繞組A1；第四定子凸極a2、第十定子凸極a4下的繞組串聯(lián)構成第四相繞組A2；第二定子凸極b1、第八定子凸極b3下的繞組串聯(lián)構成第二相繞組B1；第五定子凸極b2、第十一定子凸極b4下的繞組串聯(lián)構成第五相繞組B2；第三定子凸極c1、第九定子凸極c3下的繞組串聯(lián)構成第三相繞組C1；第六定子凸極c2、第十二定子凸極c4下的繞組串聯(lián)構成第六相繞組C2。如圖1(b)所示，第一相繞組A1與第一相不對稱半橋電路連接，第二相繞組B1與第二相不對稱半橋電路連接，第三相繞組C1與第三相不對稱半橋電路連接，第四相繞組A2與第四相不對稱半橋電路連接，第五相繞組B2與第五相不對稱半橋電路連接，第六相繞組C2與第六相不對稱半橋電路連接。
實施例2如圖3所示，第一定子凸極a1、第四定子凸極a2下的繞組串聯(lián)構成第一相繞組A1；第七定子凸極a3、第十定子凸極a4下的繞組串聯(lián)構成第四相繞組A2；第二定子凸極b1、第五定子凸極b2下的繞組串聯(lián)構成第二相繞組B1；第八定子凸極b3、第十一定子凸極b4下的繞組串聯(lián)構成第五相繞組B2；第三定子凸極c1、第六定子凸極c2下的繞組串聯(lián)構成第三相繞組C1；第九定子凸極c3、第十二定子凸極c4下的繞組串聯(lián)構成第六相繞組C2。如圖1(b)所示，第一相繞組A1與第一相不對稱半橋電路連接，第二相繞組B1與第二相不對稱半橋電路連接，第三相繞組C1與第三相不對稱半橋電路連接，第四相繞組A2與第四相不對稱半橋電路連接，第五相繞組B2與第五相不對稱半橋電路連接，第六相繞組C2與第六相不對稱半橋電路連接。
整個電機共有六相繞組，每一相繞組通過不對稱半橋功率變換器相對應的一相電路連接工作。作電動機運行時，在各相繞組自感的上升期通以電流，當一相發(fā)生故障時，此相不再出力，其他相正常工作，此時共有5相正常工作，在激勵條件不變的情況下，輸出平均轉矩約為正常工作時平均轉矩的5/6；當任兩相發(fā)生故障時，此兩相不再出力，其他相正常工作，此時共有4相正常工作，在其他條件不變的情況下，輸出平均轉矩約為正常工作時平均轉矩的4/6； 而對于普通12/8結構的三相開關磁阻電機，當任一相發(fā)生缺相故障時，此相不再出力，輸出平均轉矩約為正常工作時平均轉矩的2/3。當任兩相發(fā)生故障時，此兩相不再出力，輸出平均轉矩約為正常工作時輸出平均轉矩的1/3。
利用JAMG軟件建立12/8結構開關磁阻電機場路耦合的有限元模型，同等激勵條件下，仿真系統(tǒng)在正常運行和缺相運行時的轉矩特性。
圖4為電機正常運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖，圖中虛線表示平均輸出轉矩，為1.74Nm。
圖5為電機繞組正常三相接法時缺第一相繞組A運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖，圖中虛線表示平均輸出轉矩，為1.12Nm。
圖6為本發(fā)明12/8結構開關磁阻電機實施例1缺第一相繞組A1時的輸出轉矩，圖中虛線表示平均輸出轉矩，為1.42Nm。
對比圖5和圖6可知，本發(fā)明12/8結構開關磁阻電機實施例1缺一相運行時的平均輸出轉矩比三相連接時的缺一相運行的平均輸出轉矩增加，而輸出轉矩脈動減小。本發(fā)明12/8結構開關磁阻電機實施例2缺一相時運行原理同實施例1。
圖7為電機繞組正常三相接法時缺第一相繞組A和第二相繞組B運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖，圖中虛線表示平均輸出轉矩，為0.504Nm。
圖8為本發(fā)明12/8結構開關磁阻電機實施例1缺第一相繞組A1、第四相繞組A2時的輸出轉矩。圖中虛線表示平均輸出轉矩，為1.16Nm。
對比圖7和圖8可知，本發(fā)明12/8結構開關磁阻電機實施例1缺兩相運行時的平均輸出轉矩比三相連接時的缺兩相運行的平均輸出轉矩增加，而輸出轉矩脈動減小。本發(fā)明12/8結構開關磁阻電機實施例2缺兩相時運行原理同實施例1。
權利要求
1.一種用于缺相容錯的12/8結構開關磁阻電機包括定子、無繞組轉子和功率變換器主電路，功率變換器主電路由六相不對稱半橋電路、電源和儲能電容構成，其特征在于把相差90度或180度機械角的兩個定子凸極上的兩個繞組串聯(lián)或并聯(lián)構成一相繞組，每一相繞組與功率變換器主電路中相對應的一相不對稱半橋電路連接。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種用于缺相容錯的12/8結構開關磁阻電機，屬開關磁阻電機。本發(fā)明包括定子、無繞組轉子和功率變換器主電路，功率變換器主電路由六相不對稱半橋電路、電源和儲能電容構成，把相差90度或180度機械角的兩個定子凸極上的兩個繞組串聯(lián)或并聯(lián)構成一相繞組，每一相繞組與功率變換器主電路中相對應的一相不對稱半橋電路連接，在各相繞組自感的上升期通以電流。這樣通過改變繞組連接方式，使得電機在缺相運行時的輸出平均轉矩比正常三相接線方式缺相運行時的輸出平均轉矩增加，輸出轉矩脈動減小，提高了電機系統(tǒng)缺相容錯能力。
文檔編號H02P6/08GK101409491SQ20081015654
公開日2009年4月15日 申請日期2008年9月28日 優(yōu)先權日2008年9月28日
發(fā)明者陳小元, 鄧智泉, 劉澤遠, 王曉琳 申請人:南京航空航天大學