用于精密儀器與設(shè)備的雙余度六相力矩電機(jī)及其控制方法
【專利摘要】用于精密儀器與設(shè)備的雙余度六相力矩電機(jī)及其控制方法，電機(jī)為交流永磁同步伺服電機(jī)，由定子與轉(zhuǎn)子裝配而成，特征是所述定子與轉(zhuǎn)子采用雙定子與單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中的雙定子結(jié)構(gòu)是，雙定子采用了拼接式結(jié)構(gòu)，設(shè)有兩個(gè)獨(dú)立的定子繞組；該兩個(gè)獨(dú)立的定子繞組共用一套永磁體；電機(jī)定子外殼上設(shè)計(jì)有冷卻槽，兩側(cè)有密封槽，通過(guò)冷卻系統(tǒng)可以降低電機(jī)的運(yùn)行溫度，提高電機(jī)的輸出功率；該兩個(gè)獨(dú)立的定子繞組由控制系統(tǒng)控制，實(shí)現(xiàn)其中一個(gè)定子繞組的單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)、兩個(gè)定子繞組的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明采用雙冗余控制可以實(shí)現(xiàn)，某套控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，另一套系統(tǒng)仍能夠正常工作，提高系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明也可以應(yīng)用到其它高精密儀器與設(shè)備上。
【專利說(shuō)明】用于精密儀器與設(shè)備的雙余度六相力矩電機(jī)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多相冗余電動(dòng)機(jī)，具體涉及一種用于大型超精密儀器與設(shè)備伺服系統(tǒng)的雙余度六相力矩電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明還涉及這種雙余度六相力矩電動(dòng)機(jī)的控制方法。
[0002]本發(fā)明為來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院天文項(xiàng)目(C-113)、國(guó)家基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):11273039)、江蘇省產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):BY2011167)。

【背景技術(shù)】
[0003]與傳統(tǒng)三相電機(jī)相比，六相電機(jī)具有低電壓輸出大功率、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于天文觀測(cè)儀器、大型數(shù)控銑床、船艦推進(jìn)器等領(lǐng)域。直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)在低速大扭矩的應(yīng)用場(chǎng)合可以省去減速裝置，使得設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，免維護(hù)，加速性能優(yōu)異，無(wú)振蕩等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種精密裝備中。大型天文望遠(yuǎn)鏡的跟蹤系統(tǒng)對(duì)直接驅(qū)動(dòng)力矩電機(jī)轉(zhuǎn)矩的要求高達(dá)100000Nm以上，且轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小于1%，同時(shí)要求具有超低的跟蹤速度和較高的指向速度，調(diào)速范圍大，跟蹤精度極高。減少電機(jī)力矩脈動(dòng)的主要方式有增加力矩電機(jī)的極對(duì)數(shù)或者增加電機(jī)的相數(shù)來(lái)消除低頻諧波力矩波動(dòng)的影響。多相直接驅(qū)動(dòng)力矩電機(jī)因其轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、可靠性高、可以很好地滿足大功率電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的要求，在超精密軍事儀器、機(jī)床、大型天文望遠(yuǎn)鏡等對(duì)可靠性要求極高以及大功率的應(yīng)用場(chǎng)合有著廣泛的應(yīng)用前景。目前的多相電機(jī)主要針對(duì)高速的伺服電機(jī)，但對(duì)于低速直接驅(qū)動(dòng)多余度多相電機(jī)未見相關(guān)報(bào)道。
[0004]對(duì)于大容量的力矩電機(jī)來(lái)講，因?yàn)槌叽缣蠛茈y用整體定子結(jié)構(gòu)，為了節(jié)約成本，可以采用拼裝式定子結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)外也有相關(guān)小型電機(jī)的電機(jī)定子拼裝設(shè)計(jì)及制造工藝，大都采用矽鋼片沖壓后，根據(jù)電機(jī)設(shè)計(jì)要求，在矽鋼片定子磁極上有鉚釘孔，將多片矽鋼片通過(guò)鉚釘與孔配合來(lái)鉚接矽鋼片，或者將整片定子沖片簡(jiǎn)單分成等分的幾組沖片，然后將幾組沖片用激光焊接的方式連接成環(huán)形的定子，上述設(shè)計(jì)方法和工藝對(duì)于高速運(yùn)行的電機(jī)來(lái)講，發(fā)熱問題并不明顯；但是對(duì)于運(yùn)行于超低速的直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)講，產(chǎn)生的熱量會(huì)讓電機(jī)定子迅速升溫，甚至無(wú)法工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請(qǐng)將提供一種用于精密儀器與設(shè)備的雙余度六相力矩電機(jī)及其控制方法，其中的雙余度六相力矩電機(jī)，特別是一種9槽8極的系列化多相冗余力矩電機(jī)。該系列電機(jī)采用六相雙Y型的電機(jī)設(shè)計(jì)，力矩波動(dòng)小，調(diào)速范圍廣，低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)爬行現(xiàn)象，采用冗余技術(shù)，系統(tǒng)可靠性高?？梢詫?shí)現(xiàn)大型超精密儀器數(shù)控機(jī)床、天文望遠(yuǎn)鏡、大型轉(zhuǎn)臺(tái)與設(shè)備伺服系統(tǒng)的直接驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明能夠克服現(xiàn)有技術(shù)缺少低速直接驅(qū)動(dòng)多余度多相電機(jī)的不足，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述難題，本發(fā)明給出一種解決方案。同時(shí)，本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有技術(shù)尚未解決的、超低速運(yùn)行的直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的熱量會(huì)讓電機(jī)定子迅速升溫，甚至無(wú)法工作的技術(shù)難題。本發(fā)明提供了一種能克服上述工藝缺陷，所需工藝簡(jiǎn)單，易于加工制造的拼裝設(shè)電機(jī)定子結(jié)構(gòu)及工藝。本發(fā)明還涉及這種雙余度六相力矩電動(dòng)機(jī)的控制方法。
[0006]完成上述發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是:一種用于精密儀器與設(shè)備的雙余度六相力矩電機(jī)，該電機(jī)為交流永磁同步伺服電機(jī)，由定子與轉(zhuǎn)子裝配而成，其特征在于:采用六相雙Y型的六相電機(jī)設(shè)計(jì)，定子與轉(zhuǎn)子采用雙定子與單轉(zhuǎn)子無(wú)框式結(jié)構(gòu)；電機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體采用單元式結(jié)構(gòu)；雙定子采用拼接式結(jié)構(gòu)，并采用兩套獨(dú)立的定子繞組；該兩套獨(dú)立的定子繞組共用一套轉(zhuǎn)子；該兩個(gè)獨(dú)立的定子繞組由控制系統(tǒng)控制，實(shí)現(xiàn)其中一個(gè)定子繞組的單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)，或兩個(gè)定子繞組的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0007]本發(fā)明的上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，有以下優(yōu)化方案:
1、該電機(jī)定子外殼上設(shè)有冷卻槽、兩側(cè)設(shè)有密封槽，并設(shè)有冷卻系統(tǒng)(也稱為冷卻機(jī)構(gòu))。通過(guò)冷卻系統(tǒng)可以降低電機(jī)的運(yùn)行溫度，提高電機(jī)的輸出功率。
[0008]2、電機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體的單元式結(jié)構(gòu)采用減小齒槽效應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用轉(zhuǎn)子斜極、定子矽鋼片增加槽口的方式來(lái)抑制齒槽轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
[0009]3.采用拼接式設(shè)計(jì)，每個(gè)獨(dú)立繞組都由六個(gè)定子繞組單元通過(guò)定位凸臺(tái)和凹槽定位裝配為一個(gè)完整的定子。
[0010]更具體地說(shuō)，本發(fā)明所述的雙余度六相力矩電機(jī)主要由2個(gè)獨(dú)立的六相定子繞組A3UB32, I個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子9，環(huán)氧樹脂4，冷卻機(jī)構(gòu)(密封橡膠圈A51、B52，冷卻接頭A61、B62，冷卻外殼7 )，定子外殼8，引出的電機(jī)電纜A11、B12以及過(guò)熱檢測(cè)線纜A21、B22組成。雙余度六相力矩電機(jī)采用9槽/8極結(jié)構(gòu)，本申請(qǐng)中以90槽/80極的結(jié)構(gòu)作為說(shuō)明，但其受保護(hù)的權(quán)利不僅限于此，任何以9槽/8極結(jié)構(gòu)組成的力矩電機(jī)都在本專利設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。為滿足大功率、高可靠性、高容錯(cuò)性、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小的運(yùn)行要求，采用六相雙Y型設(shè)計(jì)。
[0011]所謂的冷卻機(jī)構(gòu)主要有密封橡膠圈451、852，冷卻接頭八61、862，冷卻外殼7以及電機(jī)定子外殼8組成。通過(guò)冷卻系統(tǒng)可以降低電機(jī)的運(yùn)行溫度，提高電機(jī)的輸出功率。電機(jī)定子外殼8上設(shè)計(jì)有冷卻槽141-147，兩側(cè)有密封槽131、132，里面鑲?cè)隣型橡膠密封圈A51、B52,可以防止冷卻液對(duì)外泄露,外側(cè)配合有冷卻外殼7,可以通過(guò)螺栓與電機(jī)定子外殼8和設(shè)備基座進(jìn)行連接固定。冷卻外殼7上加工有兩個(gè)冷卻接頭螺紋孔151、152，入口冷卻接頭B62與出口冷卻接頭A61分別與冷卻接頭螺紋孔152、151通過(guò)管螺紋進(jìn)行連接，需要冷卻時(shí)，冷卻液輸入管與入口冷卻接頭B62相連，輸出管則與出口冷卻接頭A61相連，然后根據(jù)設(shè)備和電機(jī)功率選擇匹配的冷卻系統(tǒng)和冷卻速度。
[0012]電機(jī)的定子外殼8上設(shè)計(jì)有定子定位槽111、112、113、114、115、116，以定子繞組A31為例，定子繞組A31由繞組單元311、312、313、314、315、316通過(guò)矽鋼片上的定位凹槽17和凸臺(tái)21配合后壓入對(duì)應(yīng)的定子定位槽111、112、113、114、115、116,并通過(guò)定子定位臺(tái)12上臺(tái)階定位面定位，同樣對(duì)于定子繞組B32對(duì)應(yīng)的六個(gè)繞組單元通過(guò)矽鋼片19上設(shè)計(jì)的定位凹槽17和凸臺(tái)21配合后壓入定子定位槽并通過(guò)定子定位臺(tái)12下臺(tái)階定位面定位。裝配好定子繞組A31、B32后，用環(huán)氧樹脂4填充，既可以降低電機(jī)噪聲，又可以防止定子31、32竄動(dòng)。定子定位槽111、112、113、114、115、116防止了定子繞組A31、B32的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)將其嚴(yán)格同相定位。另外，定子外殼8上還設(shè)計(jì)有走線槽101，可以將兩個(gè)定子繞組A31、B32的電機(jī)線纜A11、B12安裝在同一側(cè)。電機(jī)轉(zhuǎn)子9上通過(guò)自動(dòng)設(shè)備均勻的粘貼有80個(gè)磁極，40個(gè)N極40個(gè)S極，N、S極相鄰交替均布排列。兩個(gè)定子繞組A31、B32共用一套電機(jī)轉(zhuǎn)子9。
[0013]雙余度六相力矩電機(jī)設(shè)計(jì)有2個(gè)獨(dú)立的六相定子繞組A31，B22，采用9槽/8極的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，對(duì)于90槽/80極的雙余度六相力矩電機(jī)，綜合考慮制造工藝與成本，采用拼接式設(shè)計(jì)，每個(gè)獨(dú)立繞組都由六個(gè)定子繞組單元通過(guò)定位凸臺(tái)和凹槽定位裝配為一個(gè)完整的定子。以定子繞組A31為例，定子I繞組單元311、312、313、314、315、316通過(guò)矽鋼片19上設(shè)計(jì)的定位凹槽17和凸臺(tái)21配合后壓入定子定位槽111、112、113上側(cè)。每個(gè)繞組單元由100片0.5_矽鋼片經(jīng)級(jí)進(jìn)模一次沖壓而成，每片硅鋼片19上均布15個(gè)齒槽，每個(gè)齒槽采用了用于減小齒槽效應(yīng)結(jié)構(gòu)22，即在每個(gè)齒的頂端設(shè)計(jì)有兩個(gè)小的矩形槽口(見圖3)。在每個(gè)齒槽中線上設(shè)計(jì)有三個(gè)鉚扣161、162、163通過(guò)級(jí)進(jìn)模將100片0.5mm矽鋼片擠壓在一起，由鉚扣161、162、163將其鉚接在一起，因?yàn)槊科撈沁B續(xù)的，避免了鉚釘或者焊接導(dǎo)致超低速運(yùn)行時(shí)電機(jī)的溫升發(fā)熱問題。為了防止短路，在矽鋼片19與線圈18直接通過(guò)絕緣隔離罩23進(jìn)行絕緣。
[0014]對(duì)于90槽/80極的雙余度六相力矩電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)子9由40個(gè)N極28和40個(gè)S極27交替均布的分組在轉(zhuǎn)子軸26上。每個(gè)磁極的永磁體采用單元式結(jié)構(gòu)，以N極28為例，實(shí)例中的雙余度六相力矩電機(jī)的每個(gè)磁極由3個(gè)等長(zhǎng)同極性的永磁體251、252、253組成，并進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用斜極設(shè)計(jì)以減小齒槽效應(yīng)(見圖4)，該機(jī)構(gòu)不限于此，根據(jù)9槽8極的原則，可以設(shè)計(jì)不同規(guī)格的雙余度六相冗余力矩電機(jī)，根據(jù)力矩要求可以由不同數(shù)量的的永磁體單元組成一極，從而形成系列化的電機(jī)，都在本專利保護(hù)范圍之內(nèi)。3個(gè)等長(zhǎng)同極性的永磁由自動(dòng)涂膠裝配機(jī)構(gòu)按N、S極交替進(jìn)行的方式均勻的裝配在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸26上。電機(jī)轉(zhuǎn)子軸26兩端設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)子軸安裝螺紋孔241、242，用戶可以根據(jù)設(shè)備技術(shù)要求選擇任何一端與設(shè)備旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接。
[0015]完成本申請(qǐng)第二個(gè)發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是，上述用于精密儀器與設(shè)備的雙余度六相力矩電機(jī)的控制方法，其特征在于，該雙余度六相力矩電動(dòng)機(jī)采用雙余度系統(tǒng)，熱備份控制方式；電機(jī)控制系統(tǒng)采用雙DSP雙余度電機(jī)控制系統(tǒng)，其中的兩個(gè)DSP控制器采用冷備份的工作方式；雙余度電機(jī)中每個(gè)電機(jī)采用六相雙Y移30°繞組；設(shè)置兩組驅(qū)動(dòng)器的相位角相差30°，從而實(shí)現(xiàn)了雙余度六相雙Y移30°力矩電機(jī)的應(yīng)用。
[0016]重復(fù)地說(shuō):本雙余度六相力矩電機(jī)采用余度技術(shù)提高產(chǎn)品和系統(tǒng)可靠性，為了提高系統(tǒng)的利用率，本電機(jī)采用雙余度系統(tǒng)，熱備份控制方式。即在正常情況下兩余度同時(shí)工作，當(dāng)某一余度出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)切除發(fā)生故障的余度，啟用單余度方式。
[0017]電機(jī)控制系統(tǒng)采用雙DSP雙余度電機(jī)控制系統(tǒng)，可以分解成兩個(gè)獨(dú)立的電機(jī)控制系統(tǒng)，為了保證兩個(gè)DSP時(shí)序的一致性，雙DSP采用冷備份的工作方式。雙余度電機(jī)中每個(gè)電機(jī)采用六相雙Y移30°繞組，但由于目前的供電電源都是三相電源，電機(jī)采用兩組驅(qū)動(dòng)器并聯(lián)給電機(jī)供電，設(shè)置兩組驅(qū)動(dòng)器的相位角相差30°，從而實(shí)現(xiàn)了雙余度六相雙Y移30°力矩電機(jī)的應(yīng)用參見圖5。
[0018]更具體的講，DSP控制器421、422組成了六相電機(jī)的雙余度控制系統(tǒng)，為了保證兩個(gè)DSP控制器421、422時(shí)序的一致性，采用冷備份的工作方式。雙余度電機(jī)中每個(gè)電機(jī)采用六相雙Y移30°繞組，但由于目前的供電電源都是三相電源，電機(jī)I (定子繞組31)采用兩組驅(qū)動(dòng)器431、432并聯(lián)給電機(jī)I供電，兩組驅(qū)動(dòng)器431、432相位角相差30°，實(shí)現(xiàn)了六相雙Y移30°力矩電機(jī)的控制。同樣，電機(jī)2 (定子繞組B32)采用兩組驅(qū)動(dòng)器433、434并聯(lián)給電機(jī)2供電，兩組驅(qū)動(dòng)器433、434相位角相差30°，實(shí)現(xiàn)了六相雙Y移30°力矩的控制。見圖5。為了提高控制系統(tǒng)的利用率，雙余度六相力矩電機(jī)采用熱備份控制方式。即在正常情況下兩余度同時(shí)工作，當(dāng)某一余度出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)切除發(fā)生故障的余度，啟用單余度方式。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，DSP控制器421控制著電機(jī)I的驅(qū)動(dòng)器431、432和電機(jī)2的驅(qū)動(dòng)器433、434對(duì)雙余度六相力矩電機(jī)進(jìn)行控制，當(dāng)電機(jī)I或者驅(qū)動(dòng)器431、432任何一個(gè)驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障時(shí)則切斷對(duì)電機(jī)I的控制，同樣對(duì)電機(jī)2也是進(jìn)行同樣的控制操作；如果電機(jī)I的驅(qū)動(dòng)器431、432其中一個(gè)出現(xiàn)故障和電機(jī)2的驅(qū)動(dòng)器433、434其中一個(gè)也出現(xiàn)故障，DSP控制器421控制電機(jī)I和電機(jī)2工作在三相模式下，進(jìn)而可以做進(jìn)一步的冗余控制，如果DSP控制器421出現(xiàn)故障，則立刻啟動(dòng)冷備份DSP控制器422，進(jìn)行上述控制。
[0019]雙余度冗余力矩電機(jī)采用多矢量合成的矢量控制方法。通過(guò)磁場(chǎng)定向控制技術(shù)完成對(duì)多相冗余力矩電機(jī)的解耦控制，該方法將自然坐標(biāo)系下的方程轉(zhuǎn)換到靜止坐標(biāo)系下三個(gè)兩維的相互垂直的子空間中，再轉(zhuǎn)換到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的解耦控制。所采用的雙Y三相空間矢量控制方法控制六相冗余力矩電機(jī)的向量圖如圖6所示。
[0020]/?為旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系。馬為i/軸與J相繞組中線的夾角，由圖6可知，可以將六相坐標(biāo)系變換，分成兩個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣: 式中，/代表ΙΛ U Ψ
自然坐標(biāo)系到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的變換矩陣為:

【權(quán)利要求】
1.一種用于精密儀器與設(shè)備的雙余度六相力矩電機(jī)，該電機(jī)為交流永磁同步伺服電機(jī)，由定子與轉(zhuǎn)子裝配而成，其特征在于:采用六相雙Y型的六相電機(jī)設(shè)計(jì)，定子與轉(zhuǎn)子采用雙定子與單轉(zhuǎn)子無(wú)框式結(jié)構(gòu)；電機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體采用單元式結(jié)構(gòu)；雙定子采用拼接式結(jié)構(gòu)，并采用兩套獨(dú)立的定子繞組；該兩套獨(dú)立的定子繞組共用一套轉(zhuǎn)子；該兩個(gè)獨(dú)立的定子繞組由控制系統(tǒng)控制，實(shí)現(xiàn)其中一個(gè)定子繞組的單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)，或兩個(gè)定子繞組的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于精密儀器與設(shè)備的雙余度六相力矩電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)定子的外殼上設(shè)有冷卻槽、兩側(cè)設(shè)有密封槽，并設(shè)有冷卻系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于精密儀器與設(shè)備的雙余度六相力矩電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體的單元式采用轉(zhuǎn)子斜極、定子矽鋼片增加矩形槽口的設(shè)計(jì)方式來(lái)抑制齒槽轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于精密儀器與設(shè)備的雙余度六相力矩電機(jī)，其特征在于，所述的雙余度六相力矩電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)是:由2個(gè)獨(dú)立的六相定子繞組，I個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子，環(huán)氧樹脂，冷卻系統(tǒng)，定子外殼，引出的電機(jī)電纜以及過(guò)熱檢測(cè)線纜組成；該雙余度六相力矩電機(jī)采用9槽/8極結(jié)構(gòu)，采用六相雙Y型設(shè)計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于精密儀器與設(shè)備的雙余度六相力矩電機(jī)，其特征在于，所述的冷卻系統(tǒng)由密封橡膠圈，冷卻接頭，冷卻外殼以及電機(jī)定子外殼組成:其中， 電機(jī)定子外殼上設(shè)有冷卻槽，兩側(cè)設(shè)有密封槽，密封槽里面鑲?cè)隣型橡膠密封圈，外側(cè)配合有冷卻外殼，通過(guò)螺栓與電機(jī)定子外殼和設(shè)備基座進(jìn)行連接固定；冷卻外殼上加工有兩個(gè)冷卻接頭螺紋孔，入口冷卻接頭與出口冷卻接頭分別與冷卻接頭螺紋孔通過(guò)管螺紋進(jìn)行連接，需要冷卻時(shí)，冷卻液輸入管與入口冷卻接頭相連；輸出管則與出口冷卻接頭相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于精密儀器與設(shè)備的雙余度六相力矩電機(jī)，其特征在于，所述的雙余度六相力矩電機(jī)設(shè)有2個(gè)獨(dú)立的六相定子繞組，采用9槽/8極的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，該90槽/80極的雙余度六相力矩電機(jī)，采用拼接式設(shè)計(jì)，每個(gè)獨(dú)立繞組都由六個(gè)定子繞組單元通過(guò)定位凸臺(tái)和凹槽定位裝配為一個(gè)完整的定子；每個(gè)繞組單元由100片0.5_矽鋼片經(jīng)級(jí)進(jìn)模一次沖壓而成，每片硅鋼片19上均布15個(gè)齒槽，每個(gè)齒槽采用了用于減小齒槽效應(yīng)結(jié)構(gòu)22 ;在每個(gè)齒槽中線上設(shè)計(jì)有三個(gè)鉚扣通過(guò)級(jí)進(jìn)模將100片0.5mm矽鋼片擠壓在一起，由鉚扣將其鉚接在一起；矽鋼片與線圈直接通過(guò)絕緣隔離罩進(jìn)行絕緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于精密儀器與設(shè)備的雙余度六相力矩電機(jī)，其特征在于，所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子由40個(gè)N極和40個(gè)S極交替均布的分組在轉(zhuǎn)子軸上；每個(gè)磁極的永磁體采用單元式結(jié)構(gòu)；每個(gè)磁極由3個(gè)等長(zhǎng)同極性的永磁體組成，并采用減小齒槽效應(yīng)的設(shè)計(jì)；該3個(gè)等長(zhǎng)同極性的永磁由自動(dòng)涂膠裝配機(jī)構(gòu)按N、S極交替進(jìn)行的方式均勻的裝配在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上；電機(jī)轉(zhuǎn)子軸兩端設(shè)有轉(zhuǎn)子軸安裝螺紋孔，可選擇任何一端與設(shè)備旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接。
8.權(quán)利要求1所述的用于精密儀器與設(shè)備的雙余度六相力矩電機(jī)的控制方法，其特征在于，該雙余度六相力矩電動(dòng)機(jī)采用雙余度系統(tǒng)，熱備份控制方式；電機(jī)控制系統(tǒng)采用雙DSP雙余度電機(jī)控制系統(tǒng)，其中的兩個(gè)DSP控制器采用冷備份的工作方式；雙余度電機(jī)中每個(gè)電機(jī)采用六相雙Y移30°繞組；設(shè)置兩組驅(qū)動(dòng)器的相位角相差30°。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于精密儀器與設(shè)備的雙余度六相力矩電機(jī)的控制方法，其特征在于，本雙余度冗余力矩電機(jī)采用多矢量合成的矢量控制方法:通過(guò)磁場(chǎng)定向控制技術(shù)完成對(duì)多相冗余力矩電機(jī)的解耦控制，該方法將自然坐標(biāo)系下的方程轉(zhuǎn)換到靜止坐標(biāo)系下三個(gè)兩維的相互垂直的子空間中，再轉(zhuǎn)換到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的解耦控制。
【文檔編號(hào)】H02K16/04GK104184285SQ201410380722
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】任長(zhǎng)志 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)南京天文光學(xué)技術(shù)研究所