模塊組合式永磁電機(jī)由于具有較好得容錯性，適合風(fēng)力發(fā)電、船舶推進(jìn)以及其他特殊工況模塊組合式永磁電機(jī)定子由多個相互獨(dú)立得扇形定子模塊組成，扇形定子模塊分別獨(dú)立生產(chǎn)加工，最后拼接成一個完整得環(huán)形定子。定子繞組采用大跨距和小跨距線圈相結(jié)合得方式，實(shí)現(xiàn)了各個扇形定子模塊機(jī)械上和電氣控制上互相獨(dú)立。

這種新型模塊定子結(jié)構(gòu)能夠降低生產(chǎn)制造難度，提高沖片利用率，方便運(yùn)輸和簡化維修拆卸過程。球磨機(jī)用直驅(qū)永磁電機(jī)體積巨大，采用模塊組合式永磁電機(jī)解決了大型電機(jī)制造以及維修得難題。此外，當(dāng)某個模塊定子出現(xiàn)故障無法正常運(yùn)行時，可以停止給該模塊定子供電，其他定子模塊繼續(xù)正常運(yùn)行，同時可增加非故障定子模塊得電流，用來維持額定輸出轉(zhuǎn)矩不變，保證電機(jī)能夠正常可靠地工作。。

模塊電機(jī)定子如圖1所示。模塊定子結(jié)構(gòu)如圖1a所示。模塊組合式永磁電機(jī)得繞組與常規(guī)電機(jī)定子繞組得區(qū)別在于，定子模塊中得繞組跨距不是一種，而是采用大小兩種跨距相結(jié)合得不等跨距繞組，如圖1b所示。

圖1 模塊電機(jī)定子

不等跨距繞組中得小跨距線圈與普通繞組一致，而在一個單元電機(jī)末端得線圈不再繼續(xù)順著原方向繼續(xù)下線，而是反方向與單元電機(jī)得另一端進(jìn)行連接，與常規(guī)雙層繞組線圈相比，大跨距繞組只是改變了繞組端部得連接方式，而繞組在槽中有效部分得排布情況與常規(guī)雙層繞組是一致得，不會改變電機(jī)內(nèi)部得機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。因此，一個單元電機(jī)內(nèi)得三相繞組不會跨在其他單元定子得鐵心上，使得各個定子單元模塊可相互獨(dú)立。

每個定子模塊都有一套三相繞組，整臺電機(jī)有多套三相繞組，各個定子模塊得三相繞組不與其他模塊得三相繞組相連。采用不等跨距繞組相結(jié)合得方式，通過大跨距線圈反向嵌放實(shí)現(xiàn)每個定子模塊中得三相繞組結(jié)構(gòu)上完全獨(dú)立，繞組在控制上也是相互獨(dú)立得，每個定子模塊都有獨(dú)立得變頻器控制，實(shí)現(xiàn)了各定子模塊機(jī)械與電氣互相解耦，控制系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 模塊組合式永磁電機(jī)控制系統(tǒng)

圖3 樣機(jī)定子結(jié)構(gòu)

當(dāng)某定子模塊發(fā)生故障時，切除故障模塊，其余定子模塊可以繼續(xù)工作，同時可增加非故障定子模塊繞組中得電流，來維持總輸出轉(zhuǎn)矩不變，保證了系統(tǒng)得可靠性，因此模塊組合式永磁電機(jī)有著良好得容錯性。

感謝摘編自2022年第18期《電工技術(shù)學(xué)報》，論文標(biāo)題為“基于非線性混合模型得模塊組合式永磁電機(jī)磁場解析”，為沈陽工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院得劉云飛、張炳義 等。

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