[实用新型]绕线式无轴承异步电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种异步电机，特别是涉及一种无轴承异步电机。

背景技术

近年来，国内外学者对无轴承电机的研究，基本是基于鼠笼式转子结构，鼠笼式电机的转子磁场是由两部分组成的，一部分是由驱动磁场感应产生，另一部分是由悬浮磁场感应产生的。转子磁场与悬浮磁场相互作用会产生额外的转矩，这部分转矩对转子转矩性能会产生不良的影响。通常表现为鼠笼式无轴承异步电机的转子磁场和悬浮磁场相互耦合。这主要是因为常规的鼠笼式无轴承异步电机的转子感应电流不仅产生一个对应转矩绕组的磁场还产生一个对应悬浮绕组的磁场，后者能够与悬浮磁场相互作用产生另一个转矩分量，即鼠笼式异步电机的转矩由两部分组成。一个由转矩绕组电流产生，另一个由悬浮绕组电流产生，这使得转矩会依赖于悬浮绕组电流。会导致系统控制部分更加复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种绕线式无轴承异步电机，解决现有无轴承异步电机中转矩绕组与悬浮绕组的感应磁场对转子控制无法解耦的技术问题。

本实用新型的绕线式无轴承异步电机，包括定子和转子，所述定子设定子槽，定子槽中安装三相转矩绕组和三相悬浮绕组，所述转子设转子槽，转子槽中安装三相转子绕组，每相转矩绕组的极数为4，每相悬浮绕组的极数为2，每相转子绕组的极数为4，定子中三相转矩绕组与转子中三相转子绕组使用相同频率特征频率的电流输入。

所述定子槽数为36个，转子槽数为24个。

所述定子中三相转矩绕组的u相转矩绕组(u1、u2、u3、u4)设置在定子槽位1、10、19、28中，定子中三相转矩绕组的v相转矩绕组(v1、v2、v3、v4)设置在定子槽位4、13、22、31中，定子中三相转矩绕组的w相转矩绕组(w1、w2、w3、w4)设置在定子槽位7、16、25、34中。

所述定子中三相悬浮绕组的u相转矩绕组(u9、u0)设置在定子槽位8、26，定子中三相悬浮绕组的v相转矩绕组(v9、v0)设置在定子槽位14、32，定子中三相悬浮绕组的w相转矩绕组(w9、w0)设置在定子槽位20、2中。

所述转子中三相转子绕组的u相转子绕组(u5、u6、u7、u8)设置在定子槽位1、7、13、19，转子中三相转子绕组的v相转子绕组(v5、v6、v7、v8)设置在定子槽位3、9、15、21，转子中三相转子绕组的w相转子绕组(w5、w6、w7、w8)设置在定子槽位5、11、17、23中。

本实用新型的绕线式无轴承异步电机，转矩只由四极转矩磁场和四极转子感应电流相互作用产生。悬浮磁场不产生稳定转矩，因为转子磁场和悬浮磁场具有不同的极对数。本实用新型把绕线式转子结构引入到无轴承异步电机中，并通过绕组结构的设计，使绕线式转子的结构具有鼠笼式结构所没有的优点。转子绕组通过变频器与电网连接，转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求由变频器自动调节，机组可以在不同的转速下实现恒频发电，满足用电负载和并网的要求。由于采用了交流励磁，发电机和电力系统构成了柔性连接，即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励磁电流，精确的调节发电机输出电压，使其能满足控制要求。

本实用新型的设置方法对于降低控制系统对转子偏心解算复杂度具有良好效果，可以明显降低控制系统成本同时保证定子与转子间的气隙厚度。

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型绕线式无轴承异步电机的结构示意图；

图2为本实用新型绕线式无轴承异步电机对转子径向力提升的效果示意图；

图3为本实用新型绕线式无轴承异步电机转子对扭矩响应提升的效果示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例中包括在定子槽中安装的转矩绕组和悬浮绕组，安装在转子槽中的转子绕组，定子槽数为36个，转子槽数为24个，定子中采用三相转矩绕组，每相转矩绕组的极数为4(极对数为2)，定子中还采用三相悬浮绕组，每相悬浮绕组的极数为2(极对数为1)，转子中采用三相转子绕组，每相转子绕组的极数为4(极对数为2)。

定子和转子圆周上平行于轴线的开槽，沿相应的圆周均匀分布。

定子中三相转矩绕组的u相转矩绕组(u1、u2、u3、u4)设置在定子槽位1、10、19、28中，定子中三相转矩绕组的v相转矩绕组(v1、v2、v3、v4)设置在定子槽位4、13、22、31中，定子中三相转矩绕组的w相转矩绕组(w1、w2、w3、w4)设置在定子槽位7、16、25、34中；