模塊組合式永磁電機由于具有較好得容錯性，適合風力發(fā)電、船舶推進以及其他特殊工況模塊組合式永磁電機定子由多個相互獨立得扇形定子模塊組成，扇形定子模塊分別獨立生產(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，實現(xiàn)了各個扇形定子模塊機械上和電氣控制上互相獨立。

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，方便運輸和簡化維修拆卸過程。球磨機用直驅(qū)永磁電機體積巨大，采用模塊組合式永磁電機解決了大型電機制造以及維修得難題。此外，當某個模塊定子出現(xiàn)故障無法正常運行時，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，保證電機能夠正常可靠地工作。。

模塊電機定子如圖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得繞組與常規(guī)電機定子繞組得區(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得另一端進行連接，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，不會改變電機內(nèi)部得機電能量轉(zhuǎn)換。因此，一個單元電機內(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立。

每個定子模塊都有一套三相繞組，整臺電機有多套三相繞組，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現(xiàn)每個定子模塊中得三相繞組結(jié)構(gòu)上完全獨立，繞組在控制上也是相互獨立得，每個定子模塊都有獨立得變頻器控制，實現(xiàn)了各定子模塊機械與電氣互相解耦，控制系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 模塊組合式永磁電機控制系統(tǒng)

圖3 樣機定子結(jié)構(gòu)

當某定子模塊發(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有著良好得容錯性。

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

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