本發明涉及一種電動滾筒電機，屬于特種電機技術領域。

背景技術：

電動滾筒是帶式輸送機和提升等設備傳遞動力的主要部件，廣泛應用于冶金、礦山、煤炭、建材、電力、化工等行業。

電動滾筒的動力來源于電機。目前絕大部分電動滾筒使用的電機是內轉子電機，該電機需要采用齒輪減速器把動力傳輸到滾筒外體上，因此機械結構較為復雜，體積龐大。外轉子結構的電機可以實現滾筒和電機外殼一體化，省去了齒輪減速器，利用一根軸即可實現電動滾筒的轉動，因此有利于提高傳動效率和可靠性，節約生產成本。

目前，電動滾筒廣泛使用的電機永磁直流電機和異步電機。但是直流電機帶有的碳刷滑環結構容易產生電火花，不適合在高危的礦井使用；異步電機起動時電流大且轉矩相對較低。

另外，也有一些相關專利文獻，例如專利號為201320170980.0的授權的專利：一種雙凸極無刷電動機直接驅動的內裝式電動滾筒，提出了一種將轉子外周壁與滾筒體內壁連接為一體的內裝式電動滾筒。

應用于礦山等重要行業的電動滾筒對可靠性要求越來越高，如果電動滾筒發生故障，將會造成嚴重的經濟損失。為了進一步提高這種電動滾筒的可靠性，應提出一種新型的電機，使其在出現一定的故障時仍能帶故障運行。

專利號為201510010867X的授權專利：一種直驅電動滾筒用高可靠性電機，也給出了一種使用雙凸極電機的電動滾筒結構，同時該發明還指出使用雙通道技術可以提高系統的帶故障運行能力。

目前已有四相、五相電勵磁雙凸極電機的研究報道，也有六相永磁電機、六相感應電機的研究報道，但至今未檢索到關于兩相雙通道電機的研究報道。同時現有文獻各相之間并未實現有效的隔離，因此故障繞組可能會對非故障繞組產生負面影響甚至造成故障的傳播。因此需要提出一種新的兩相繞組互相隔離的新型電動滾筒電機。

技術實現要素：

所要解決的技術問題：提供一種兩相互相隔離、故障不能傳播的電動滾筒電機。

為了實現以上功能，本發明采取的技術方案是：

一種電動滾筒電機，至少包括轉子鐵心(1)、軸(2)、定子固定塊(3)、勵磁繞組(4)、定子鐵心(5)、軸承和電樞繞組，其特征在于：

所述電動滾筒電機為外轉子結構，轉子鐵心外圓周面直接驅動傳動皮帶；

定子鐵心(5)共有4X個，X為正整數，每個定子鐵心(5)有兩個定子極，同一個定子鐵心(5)上兩個定子極的極距等于轉子極的極距；

轉子鐵心(1)有9X個向內凸出的轉子極，轉子極的極弧系數為0.5；定子極寬與轉子極寬相等；

每個定子鐵心(5)順時針方向一側的定子極上繞有電樞線圈，所有電樞線圈繞制方向相同；

每個定子鐵心(5)逆時針方向一側的定子極上繞有勵磁繞組(4)，相鄰定子鐵心(5)上的勵磁繞組(4)繞向相反；每個勵磁繞組(4)具有相同的匝數；

沿圓周方向將電樞線圈依次分為A相線圈、B相線圈、A相線圈和B相線圈，如此循環X次；所有的A相線圈串聯組成A相電樞繞組，所有的B相線圈串聯組成B相電樞繞組；由于上述定子極數和轉子極數的獨特性，可以得到相差90°電角度的兩相繞組。

如上所述的一種電動滾筒電機，其特征在于：所述定子極皆固定有永磁體，相鄰的永磁體充磁方向相反；

如上所述的一種電動滾筒電機，其特征在于：當勵磁繞組(4)中的勵磁電流產生的磁場與永磁磁場相同時，可以增強電動滾筒的輸出轉矩；當勵磁繞組(4)中的勵磁電流產生的磁場與永磁磁場相反時，可以削弱氣隙合成磁場以實現高速弱磁。

本發明的有益效果是：

1電機的兩繞組互相隔離，可以把故障限制在一相內，以減小故障相對其它相造成負面影響，防止故障傳播；

2電機具備兩個獨立的通道，在一個通道出現故障后另一個通道可以繼續通電運行；

3轉子無勵磁繞組或永磁體，工作可靠；

4總的磁鏈較短，硅鋼片磁阻小，鐵耗少；

5繞組皆為集中式繞組，內阻小（銅耗少），效率高；

6具備外轉子，可以直接驅動電動滾筒的傳送帶；

7兩相繞組相差90°電角度，可以減少換相引起的轉矩脈動。

附圖說明

圖1是本發明X=1的一種電動滾筒電機電勵磁方案的結構示意圖。其中，1、轉子鐵心，2、軸，3、定子固定塊，4、勵磁繞組，5、定子鐵心， 6、A相繞組，7、B相繞組。

圖2是本發明X=1的一種電動滾筒電機具有永磁體方案的結構示意圖。其中，1、轉子鐵心，2、軸，3、定子固定塊，4、勵磁繞組，5、定子鐵心， 6、A相繞組，7、B相繞組，8、永磁體。

圖3是本發明X=1的一種電動滾筒電機繞組繞制方法。其中，上部的序號1-8表示極數序號，F、A和B分別表示勵磁繞組、A相電樞繞組和B相電樞繞組。

圖4 是本發明中繞組與變換器的電路連接示意圖。

圖5是本發明電機兩相繞組反電勢仿真波形。

具體實施方式

本發明提供一種直驅電動滾筒用電機，為使本發明的技術方案及效果更加清楚、明確，以及參照附圖并舉實例對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

如圖1所示的一種電動滾筒電機的實施例，由轉子鐵心(1)、軸(2)、定子固定塊(3)、勵磁繞組(4)、定子鐵心(5)、軸承和電樞繞組組成。所述電動滾筒電機為外轉子結構，轉子鐵心外圓周面直接驅動傳動皮帶。

定子鐵心(5)共有4個，即X=1，每個定子鐵心(5)有兩個定子極，兩個定子極沿徑向凸出，同一個定子鐵心(5)上兩個定子極的極距等于轉子極的極距。

轉子鐵心(1)有9個向內凸出的轉子極，轉子極的極弧系數為0.5；定子極寬與轉子極寬相等。

每個定子鐵心(5)順時針方向一側的定子極上繞有電樞線圈，所有電樞線圈繞制方向相同。每個定子鐵心(5)逆時針方向一側的定子極上繞有勵磁繞組(4)，相鄰定子鐵心(5)上的勵磁繞組(4)繞向相反；每個勵磁繞組(4)具有相同的匝數。

如圖2所示的一種電動滾筒電機的實施例，由轉子鐵心(1)、軸(2)、定子固定塊(3)、勵磁繞組(4)、定子鐵心(5)、軸承、電樞繞組和永磁體組成。與圖1不同的是所述定子極皆固定有永磁體，相鄰的永磁體充磁方向相反。

當勵磁繞組(4)中的勵磁電流產生的磁場與永磁磁場相同時，可以增強電動滾筒的輸出轉矩；當勵磁繞組(4)中的勵磁電流產生的磁場與永磁磁場相反時，可以削弱氣隙合成磁場以實現高速弱磁。

圖3給出了本發明X=1的一種電動滾筒電機繞組繞制方法。所有電樞線圈繞制方向相同。相鄰定子鐵心上的勵磁繞組(F)繞向相反；每個勵磁繞組(F)具有相同的匝數。沿圓周方向將電樞線圈依次分為A相線圈、B相線圈、A相線圈和B相線圈；所有的A相線圈串聯組成A相電樞繞組，所有的B相線圈串聯組成B相電樞繞組。

圖4 是本發明中繞組與變換器的電路連接示意圖。該變換器可以給兩相繞組單獨通電，以實現兩相繞組的電隔離。

圖5是本發明電機兩相繞組反電勢仿真波形。由于上述定子極數和轉子極數的獨特性，可以得到相差90°電角度的兩相繞組。

本發明提供的電動滾筒電機工作原理為：勵磁繞組通電后可提供勵磁磁鏈。假設轉子極滑入第2定子極，第2定子極上的繞組與勵磁繞組的互感開始上升，此時給該繞組通以正向電流，該繞組可產生正的輸出轉矩。與此同時，轉子極也會同時會滑出第6定子極，該定子極上的繞組與勵磁繞組的互感開始上升下降，此時給該繞組通以負向電流，該繞組也可產生正的輸出轉矩。從圖3可以看出，給第2定子極上的繞組和第6定子極上的繞向相反，串聯后可通入相反方向的電流。

兩相繞組相差90°電角度，其中一相處于換相狀態時，另一相不在換相，因此兩相繞組可以減少電機換相引起的轉矩脈動。

可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。