[实用新型]双绕组定子及电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机领域，更具体地说，涉及一种双绕组定子及电机。

背景技术

在多电/全电飞机、电动汽车、舰船等的推进系统中，电机系统的可靠性至关重要，为提高可靠性，目前多采用双绕组电机系统。并且双绕组电机系统已经逐渐成为高可靠电机应用领域的一种趋势。

目前的双绕组电机系统中，通常将传统电机的单套电枢绕组改为两套独立供电的电枢绕组；在正常工况时，由第一套电枢绕组输出功率或两套电枢绕组同时输出功率；当第一套电枢绕组发生故障时，切换为第二套电枢绕组单独工作，以保证持续功率输出。

如图1所示，为传统双绕组电机的定子示意图，A1、B1、C1为第一套绕组三相线圈，A2、B2、C2为第二套绕组三相线圈。其中第一套绕组A1、B1、C1按常规对称双层分布绕组排列，第二套绕组A2、B2、C2在相同槽位置按常规对称双层绕组排列，即定子每个槽内共有4层绕组。但该结构中，存在第二套绕组A2、B2、C2和第一套绕组A1、B1、C1中的同相线圈位于相同槽位置的问题，如图中A1、A2线圈。

图2为另一种传统双绕组定子示意图，此结构中第一套绕组A1、B1、C1和第二套绕组A2、B2、C2均为单层分布绕组，第二套绕组A2、B2、C2和第一套绕组A1、B1、C1中的同相线圈仍然位于相同槽位置处，如图中A1、A2线圈。

上述方案中，由于两套绕组的同相线圈位于相同槽位置处，亦即两套绕组共磁路，处于深度耦合状态(即与第一套绕组匝链的磁通同时与第二套绕组匝链)。当第一套绕组工作时，第二套绕组感应电势会发生严重畸变，影响第二套绕组的正常工作，因此，两套绕组无法实现同时解耦控制。

此外，由于传统双绕组电机方案不能实现双套绕组同时运行，当主绕组故障时，只能等电机转速跌落至接近0时冗余绕组才能切入进行备份运行，切换时间较长。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述双绕组电机中的两套绕组无法实现同时解耦控制的问题，提供一种双绕组定子及电机。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种双绕组定子，包括定子铁芯、第一套绕组和第二套绕组，所述定子铁芯的内周具有12*(1+n)*k个沿圆周方向均匀分布的定子槽，所述k为不小于2的正整数，在采用双层绕组时所述n为0，在采用单层绕组时所述n为1；所述第一套绕组包括多相绕组且每一相绕组由均匀分布在定子铁芯内周的多个极相组构成；所述第二套绕组包括多相绕组且每一相绕组由均匀分布在定子铁芯内周的多个极相组构成；所述第一套绕组和第二套绕组的同相绕组分属不同的极相组。

在本实用新型所述的双绕组定子中，所述第一套绕组包括第一U相绕组、第一V相绕组、第一W相绕组，且所述第一V相绕组的极相组与所述第一U相绕组的极相组在定子铁芯的内周上间隔120°、所述第一W相绕组的极相组与第一U相绕组在定子铁芯的内周上间隔240°；所述第二套绕组包括第二U相绕组、第二V相绕组、第二W相绕组，且所述第二V相绕组的极相组与所述第二U相绕组的极相组在定子铁芯的内周上间隔120°、所述第二W相绕组的极相组与第二U相绕组在定子铁芯的内周上间隔240°。

在本实用新型所述的双绕组定子中，所述双绕组定子为具有2*(1+n)*k极转子的电机的定子；所述第一套绕组和第二套绕组中，同一相绕组的各相邻极相组相差6个定子槽。

在本实用新型所述的双绕组定子中，所述双绕组定子采用双层绕组结构，且所述双绕组定子的铁芯包括48个定子槽；所述第一套绕组的功率为第二套绕组的功率的3倍；第一U相绕组、第一V相绕组、第一W相绕组分别包括6个极相组，所述第二U相绕组、第二V相绕组、第二W相绕组分别包括2个极相组。

在本实用新型所述的双绕组定子中，在所述第一套绕组，每一相绕组的各个极相组均在空间相对的位置呈对称分布；在所述第二套绕组中，每一相绕组的各个极相组均在空间相对的位置呈对称分布。

在本实用新型所述的双绕组定子中，所述第一套绕组中的各个线圈匝数相同，所述第二套绕组的各个线圈匝数相同。

在本实用新型所述的双绕组定子中，每一所述定子槽的槽满率相同。

本实用新型还提供一种双绕组电机，包括转子、两个逆变器以及如权利要求1-6中任一项所述的双绕组定子；所述两个逆变器的输出端分别连接到第一套绕组和所述第二套绕组。

在本实用新型所述的双绕组电机中，所述双绕组电机还包括切换单元，所述切换单元分别与两个逆变器连接，并用于切换两个逆变器的工作状态。