磁悬浮双面槽盘式电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106685166A(43)申请公布日2017.05.17(21)申请号201510762421.2(22)申请日2015.11.05(71)申请人周伯飞地址300221天津市河西区解放南路瑞江花园菊苑9-3-301(72)发明人周伯飞(51)Int.Cl.H02K16/02(2006.01)H02K1/16(2006.01)H02K7/09(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称磁悬浮双面槽盘式电机(57)摘要飞轮蓄能器是一种新型的能量储存装置，蓄能时它把电能转化为机械能；使用时，它又把机械能转化为电能。因为它蓄能时间短，寿命长，无污染引起广泛重视。飞轮蓄能器最重要的部件是超高速电机(每分钟10万转)，磁悬浮双面槽盘式电机能产生极高转速。发明内容如此超高转速电机，一般机械轴承无法使用，最好办法是采用磁悬浮轴承。而本专利所提出磁悬浮双面槽盘式电机本身具有磁悬浮轴承功能，本专利特点1，单定子铁芯，双主磁极转子；2，定子铁芯两面都对称设有线槽(附图1双面槽卷片铁芯)；3，线圈跨绕在定子铁芯相对面槽中或错开一个极距；4，面对定子铁芯的两主磁极极性相反，电机本身就成为径向磁悬浮轴承；5，两对铁氧体永磁体，各对磁体同极性相对，形成轴向磁悬浮轴承。CN106685166ACN106685166A权利要求书1/1页1.在图2中，定子铁芯(7)由卷式矽钢片组成双面槽结构(图1)，线圈(6)跨绕在相对面槽中，但错开一个极距。在上，下面各间隔一个气隙与装在上，下飞轮(4)上的上，下主磁极(9)相对，两主磁极极性相反，这样就形成一个双面槽无刷直流电机，同时又是一个径向磁悬浮轴承。2.两转子固定在轴(11)上，下两主机极间距离不变，两气隙长度总和也不变，因此无论个气隙发生串动，磁场总能量不变，串动力就很小。3.铁氧体永磁钢(5)和(6)同极性性相对，形成轴向磁悬浮轴承，，但大小不同，不影响径向磁轴承工作。4.永磁钢相对运动会产生涡流损，耗，而铁氧体损耗极小。2CN106685166A说明书1/2页磁悬浮双面槽盘式电机[0001]本专利特点1，单定子铁芯，双主磁极转子；2，定子铁芯两面都对称设有线槽(附图1)；3，线圈跨绕在定子铁芯相对面槽中或错开一个极距；4，面对定子铁芯的两主磁极极性相反，电机本身就成为径向磁悬浮轴承；5，两对铁氧体永磁体，各对磁体同极性相对，形成轴向磁悬浮轴承。[0002]加纳大专利CA2114230采用超导磁轴承，但是，超导磁轴承技术十分复杂，低温冷却装置投资很高，使用维护困难，对永磁钢质量要求甚严，很难为普通用户所接受。[0003]为什么超导有如此大效果呢。根据电磁场理论，磁力的方向永远向着磁场能量增加的方向。超导体使强磁钢产生的磁力线直线化，平行于磁钢中性线，使磁场能量最大化.不用超导体，有没有其它办法使永磁钢磁力线直线化，并平行于此钢中性线，从而使能量最大。这就是本专利要达到的目标。[0004]物体悬浮实际上是力的平衡，平衡分动与静两类。物体浮在水面上，和空气中是静平衡，飞机在空中飞，地球围绕太阳转，是动平衡。磁悬浮也是力的平衡。下面分析几种平衡例子。[0005]第一种，两块不同极性，形状相同永磁钢很快吸在一起。因为这时磁场储能最大，磁钢间磁力线平行于中性线，并垂直于磁面，直线度非常好。面与面也对得很準，这一点有点像超导体工作。但是用它来作磁悬浮轴承就很困难，定子铁芯受两对面磁钢吸引，气隙小的轴承吸力大，而气隙大的吸力小，破坏了平衡。[0006]第二种，两块同极性，形状相同永磁钢，他们被此相斥，作为轴向磁悬浮对面两轴承，气隙大会变小，小的会变大，看来能维持周围空间位置，但是侧向磁场能量增大引起侧面位移，使轴向磁悬浮影响径向磁悬浮，反过来径向磁悬浮会影响周向磁悬浮。这一点是它的缺点。克服侧向位移是主要问题。[0007]第三种，在轴的两端，各拉伸一弹簧，看来能维持轴的空间位置，但是，轴转动时，无法按装弹簧。只有静止的轴才可行。发明内容[0008]第一种方案，有明显径向磁悬浮功能，但影响轴向磁悬能力。图2所示“磁悬浮双面槽盘式电机“能解决此矛盾。[0009]在图2中，定子铁芯(7)由卷式矽钢片组成双面槽结构(图1)，线圈(6)跨绕在相对面槽中，或错开一个极距。在上，下面各间隔一个气隙与装在上，下转子(4)上的上，下主磁极(9)相对，两主磁极极性相反，这样就形成一个双面槽无刷直流电机，同时又是一个径向磁悬浮轴承[0010]两转子固定在轴(11)上，下两主机极间距离不变，两气隙长度总和也不变，因此无论那个气隙发生串动，磁场总能量不变，串动力就很小，不会影响轴向磁轴承工作。[0011]铁氧体永磁体(5)和(6)同极性性相对，形成轴向