[发明专利]一种附加转矩的双绕组盘式电机及其驱动方法

说明书

本发明属于高速盘式电机领域，尤其涉及一种附加转矩的双绕组盘式电机及其驱动方法。双绕组盘式电机包括定子壳体、安装于定子壳体内的电机定子嵌线件、电机主轴以及电机转子，所述电机定子嵌线包括定子铁心、设置在定子铁心上的绕组槽以及按规则嵌于绕组槽内的定子绕组，所述定子绕组包括通过隔绝结构隔开的主绕组和辅助绕组，所述主绕组为双层叠绕组，所述辅助绕组为单层绕组；所述定子壳体上还设有与主绕组相连的主绕组引出线和与辅助绕组相连的辅助绕组引出线。本发明中，盘式电机既能在启动升速时提供大功率，保证电机的大负载拖动能力，又能在额定转速时提供额定功率，保证电机的运行经济性。

技术领域

本发明属于高速盘式电机领域，尤其涉及一种附加转矩的双绕组盘式电机及其驱动方法。

背景技术

盘式电机由于其结构紧凑、效率高等特点，在高速旋转机械领域尤其是电动汽车、储能飞轮、风力发电等工程场合得到了广泛应用。

在实际工程中，当盘式电机拖动大负载进行启动时，常出现启动转矩不足、升速慢等现象，若采取大裕量的大功率电机设计，则会造成功率冗余，影响电机运行的经济性。

为了解决该技术问题，亟需设计一种盘式电机结构，使得盘式电机既能在启动升速时提供大功率，保证电机的大负载拖动能力；又能在额定转速时提供额定功率，保证电机的运行经济性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在启动过程中辅助输出大扭矩，且能够满足高速旋转机械长期、高速稳定运行要求的双绕组盘式电机及其驱动方法。通过设计主定子绕组合理的结构尺寸和绕组参数，保证了高速旋转机械的长期稳定工作和运行经济性；通过设计辅助绕组的结构及参数，保证盘式电机能够输出较大的启动转矩。

本发明为解决这一问题所采取的技术方案是：

一种附加转矩的双绕组盘式电机，包括定子壳体、安装于定子壳体内的电机定子嵌线件、电机主轴以及电机转子，所述电机定子嵌线包括定子铁心、设置在定子铁心上的绕组槽以及按规则嵌于绕组槽内的定子绕组，所述定子绕组包括通过隔绝结构隔开的主绕组和辅助绕组，所述主绕组为双层叠绕组，所述辅助绕组为单层绕组；所述定子壳体上还设有与主绕组相连的主绕组引出线和与辅助绕组相连的辅助绕组引出线。

优选的，所述定子壳体内定子槽为环形槽结构，所述电机定子嵌线件所在的环形槽的内圆直径为30mm～40mm，外圆直径为130mm～150mm，深23mm～28mm。

进一步优选的，所述电机转子通过电机主轴转动安装在定子壳体内，所述电机转子为中心开孔的永磁或软磁圆盘，其内圆直径为15～20mm，外圆直径为90～105mm，厚度1～3mm。

进一步优选的，所述定子铁心固定安装在定子壳体的内侧壁上，所述电机定子铁心的内圆直径为65mm～75mm，外圆直径为90mm～105mm，高为23mm～28mm。

进一步优选的，所述定子铁心的上端面沿周向均布24槽。

进一步优选的，所述主绕组为星形连接，每槽内为双层叠绕组，每相线圈数为8，每线圈绕组匝数为30匝～60匝，线径为0.30mm～0.50mm。

进一步优选的，所述辅助绕组为星形连接，每槽内为单层绕组，每相线圈数为8，每线圈绕组匝数为10～20匝，线径为0.20～0.40mm。

进一步优选的，所述隔绝结构为设置在主绕组和辅助绕组之间的隔板，所述隔板为环形带状隔磁绝缘结构。

进一步优选的，所述主绕组引出线和辅助绕组引出线的供电电压为300～450V。

本发明的第二个发明目的在于：还提供了一种附加转矩的双绕组盘式电机的驱动方法，包括以下步骤：

S101：在盘式电机启动时，主绕组引出线和辅助绕组引出线分别向主绕组和辅助绕组供电，双绕组共同工作，保证启动升速时大转矩输出；