專利名稱：一種多相繞組永磁無刷直流電動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電機，尤其是一種永磁無刷直流電機。
背景技術：
運動載體(如汽車)的電力作動及自動化需要永磁無刷直流電機能在有限容量供電、低電壓(如24VDC、36VDC)條件下大功率、高轉速運行，這就帶來了永磁無刷直流電動機電樞繞組的設計、工藝實施和可靠性等問題。常規的三相無刷電機繞組結構主要有“Y型”和“Δ型”兩種連接方式，每個工作狀態僅由兩相(或三相)繞組同時工作。在大功率、高轉速條件下，常規繞組大電流換相致使無刷電機拖動系統的電磁兼容性問題(傳導及輻射)惡化，無刷控制器的工作可靠性降低，電機和控制器的工藝及可實施性差。
發明內容為了克服上述現有技術電子兼容性差、可靠性低等缺點，本實用新型提出了一種無刷直流電機，采用了容錯型多相無耦合的繞組結構形式，與傳統永磁無刷直流電機繞組結構的相比，電機各相繞組之間沒有任何電氣連接，它確保了有限電網的正常工作，降低了大功率無刷電機對外部其他電子設備的干擾。
本實用新型包括電機定子、若干個繞組和電機轉子。定子是電動機的電樞，定子鐵心是由高磁導率材料構成，定子鐵心上均勻的刻有多個槽，槽中嵌放著對稱的多相繞組，其特征在于既不使用星型連接也不使用三角形連接，而是使用單獨的工作方式，互相之間沒有任何的電氣連接，繞組的工作與否由控制拓撲結構決定。對應繞組的獨立工作方式，本實用新型的繞組相數較多，體現了了獨立工作的優點，提高了電機轉動時的控制精度。
本實用新型更適合于六相繞組的永磁無刷直流電機的機使用。
本實用新型的優點在于電機繞組采用多套單相無耦合方式。增加了每個狀態同時工作的繞組相數，降低了換相繞組電流的幅值，有效緩解了運動載體用低電壓、大電流無刷電機對有限電網的沖擊，確保了有限電網其它任務設備的正常工作；各相繞組的電流通斷不會影響其它相繞組的正常工作，因此，即使工藝、環境、使用等因素使其中一相電樞繞組發生故障，其它相繞組仍能正常工作，較傳統的互相疊壓且耦合的電樞繞組在容錯能力上有很大改善；常規三相無刷電機“Y型”和“Δ型”繞組在大電流換相情況下，常導致無刷電機拖動系統的電磁兼容性問題(傳導及輻射)惡化，采用多單相繞組無耦合結構，通過增加繞組換相頻次、降低換相電流幅值，降低了大功率無刷電機對外部其它電子設備的電磁干擾；多單相無耦合電樞繞組始終工作，提高了電樞繞組的利用率；低電壓、高轉速、大電流導致無刷電機的繞組匝數少、線徑粗、繞組端部大(體積大)、嵌線及整形工藝實施困難；采用多單相無耦合繞組，可極大緩解繞組端部、嵌線和整形等實施工藝困難；本實用新型技術對運動載體場合(如汽車)低電壓供電條件下，要求永磁無刷直流電機高速、大功率運行的無刷電機繞組形式進行了改進，既保留了原有無刷直流電機的調速性能好的優點，又具有對有限電網沖擊小、改善無刷電機拖動系統的電磁兼容性、提高電樞繞組的利用率、改善電機的工藝可實施性等優點。
圖1是常規無刷電機三相電樞繞組“Y型”和“Δ型”的結構圖。
圖2是根據本實用新型的六相無耦合無刷直流電機的繞組結構簡圖。
圖3是根據本實用新型的六相無耦合電樞繞組無刷直流電機及控制的原理圖。
圖4是根據本實用新型的十二相無耦合電樞繞組無刷直流電機及控制的原理圖。
具體實施方式
圖1中的常規繞組連接方式在繞組之間都以一定的方式有著互相之間的連接。任意一相的斷路都會影響到其他相的工作。
圖2是根據本實用新型的設計的六相無耦合繞組形式，六相繞組之間無電氣連接，獨立工作。
圖3中，a至f是六相無耦合電樞繞組，每相繞組都有兩個繞組引出端；該引出端直接與逆變控制電路聯接，而與其它繞組無任何電氣連接。a至f六相無耦合繞組無刷電機依據逆變器的控制邏輯分別可以實現120度、150度及180度正、反向通電工作，且相互之間互不影響，達到六相繞組，每相繞組以正負通電兩種狀態工作，實現十二種工作狀態。
圖3是本實用新型已實施的六相無耦合電樞繞組繞組無刷直流電機及控制的原理圖，電機本體是一個功率為低壓24V、電流150A、功率3000W、轉速14000r/min、極對數P＝2的稀土永磁無刷直流電機結構圖。
圖4是十二相無耦合無刷直流電機繞組結構簡圖，工作原理與圖3中的繞組工作方式類似，因為有12相繞組，每相繞組以正負通電兩種狀態工作，因此有24種工作狀態。
權利要求1.一種多相繞組永磁無刷直流電機，包括電機定子、若干個繞組和電機轉子，定子鐵心上面均勻的刻有多個槽，槽中嵌放著對稱的多相繞組，其特征在于各個繞組之間多套單相無耦合，互相沒有任何的電氣連接。
2.根據權利要求1的一種多相繞組永磁無刷直流電機，其特征在于，所述的繞組采用六相繞組。
專利摘要一種多相繞組永磁無刷直流電動機，為了克服現有技術電子兼容性差、可靠性低等缺點，本實用新型采用了容錯型多相無耦合的繞組結構形式，包括電機定子、若干個繞組和電機轉子。定子是電動機的電樞，定子鐵心是由高磁導率材料構成，定子鐵心上均勻的刻有多個槽，槽中嵌放著對稱的多相繞組，其特征在于各個繞組之間使用單獨的工作方式，互相之間沒有任何的電氣連接，繞組的工作與否由控制拓撲結構決定。與傳統永磁無刷直流電機繞組結構的相比，電機各相繞組之間沒有任何電氣連接，它確保了有限電網的正常工作，降低了大功率無刷電機對外部其他電子設備的干擾。
文檔編號H02K1/16GK2882095SQ20052010591
公開日2007年3月21日 申請日期2005年12月16日 優先權日2005年12月16日
發明者李聲晉, 蘆剛 申請人:西北工業大學