各相电感对称的四相双凸极无刷直流电机

摘要

本发明公开了一种各相电感对称的四相双凸极无刷直流电机，其单元电机为新型的12/9或12/15凸极结构，每个励磁元件跨三个定子极绕制，每相定子绕组的每个定子线圈的分布位置不同，这种四相定子绕组对称分布的方式达到了各相电感的对称；利用理论分析和仿真验证的方法确定电机定转子的极弧系数匹配尺寸，使得电机各相电感上升和下降的电角度为180°，励磁绕组总磁导基本保持不变，电机定位转矩小，且可以四相同时通电工作。另外，由于四相定子绕组两两独立，电机在单相故障后也可以只用两相独立工作，容错性能好；而且由于励磁元件的总磁导不变，故而具有定位转矩小等优点。

主权项

一种各相电感对称的四相双凸极无刷直流电机，包括同转轴设置的定子组件和转子铁心，定子组件包括定子铁心、励磁元件以及A、B、C、D四相定子绕组，定子铁心上设置有定子极，励磁元件以及A、B、C、D四相定子绕组嵌装在相对应的定子极中，而转子铁心上设置有转子极；其特征在于：所述定子铁心上设置的定子极数目为12n个，而转子铁心上设置的转子极数目为9n或者15n个；励磁元件的数目为4n个，分别跨三个定子极分布，且相邻励磁元件的极性相反，同时各励磁元件相互串联；各相定子绕组由同相位的3n个定子线圈串联或并联而成，且各相定子绕组间的相位角相差为90°；每个励磁元件分别与A、B、C、D四相定子绕组中相应的三相定子绕组的定子线圈匝链，该定子线圈按照所匝链的励磁元件的极性进行绕制，且励磁元件与其所匝链的定子绕组的极性一致；另外，当电机极数采用12n/9n匹配时，定子极弧系数为0.667，转子极弧系数为0.5；当电机极数采用12n/15n匹配时，定子极弧系数为0.4，转子极弧系数为0.5；其中，n为自然数，表示单元电机个数；相差为180°相位角的两相定子绕组反串联后分别与四相全桥变换器两个桥臂的中点连接。