一种电动车飞轮电池用五自由度轴向磁通无轴承电机.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CN105827028A(43)申请公布日2016.08.03(21)申请号201610292874.8(22)申请日2016.05.06(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人孙晓东罗帅陈龙江浩斌杨泽斌陈建锋徐兴(51)Int.Cl.H02K1/14(2006.01)H02K1/17(2006.01)H02K1/22(2006.01)H02K3/28(2006.01)H02K7/09(2006.01)H02N15/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种电动车飞轮电池用五自由度轴向磁通无轴承电机(57)摘要本发明公开一种电动车飞轮电池用五自由度轴向磁通无轴承电机，转子同轴位于定子内部，定子沿轴向上设有三排齿，转子沿轴向上也设有三排齿，定子的每排齿沿电机旋转的圆周方向上均匀分布有8个定子齿，转子的每排齿沿电机旋转的圆周方向上均匀分布有6个转子齿；转子的三排齿与定子的三排齿在轴向上一一对应，转子齿的齿宽和定子齿的极靴宽度相等；定子的第一排齿和第三排齿的定子齿上均绕有调节绕组，在靠近定子的第二排齿的齿根位置嵌有径向充磁的永磁体，在第二排齿的定子齿上绕有转矩绕组；调节绕组产生的磁场和永磁体与转矩绕组产生的磁场相叠加产生不对称的气息磁场，从而产生沿径向和轴向的悬浮力，能够同时产生可调的径向力和轴向力。CN105827028ACN105827028A权利要求书1/1页1.一种电动车飞轮电池用五自由度轴向磁通无轴承电机，包括定子（1）和转子（3），转子（3）同轴位于定子（1）内部，其特征是：定子（1）沿轴向上设有三排齿，转子（3）沿轴向上也设有三排齿，定子（1）的每排齿沿电机旋转的圆周方向上均匀分布有8个定子齿，转子（3）的每排齿沿电机旋转的圆周方向上均匀分布有6个转子齿；转子（3）的三排齿与定子（1）的三排齿在轴向上一一对应，转子（3）的三排齿轴向厚度与定子（1）的三排齿轴向厚度分别对应地相等，转子齿的齿宽和定子齿的极靴宽度相等；定子（1）的第一排齿和第三排齿的定子齿上均绕有调节绕组（2），在靠近定子（1）的第二排齿的齿根位置嵌有径向充磁的永磁体（4），永磁体（4）的N极靠近转子（3），在第二排齿的定子齿上绕有转矩绕组（5）。2.根据权利要求1所述一种电动车飞轮电池用五自由度轴向磁通无轴承电机，其特征是：定子（1）的第一排齿和第三排齿上的调节绕组（2）分别由4组线圈组成，4组线圈两两对称布置，每两组线圈之间间隔一个定子齿；转矩绕组（5）为四相两极绕组。3.根据权利要求1所述一种电动车飞轮电池用五自由度轴向磁通无轴承电机，其特征是：定子（1）的第一排齿和第三排齿的轴向厚度相同，小于定子（1）的中间第二排齿轴向厚度，定子（1）的三排齿中的8个定子齿在径向截面上的投影重合。4.根据权利要求1所述一种电动车飞轮电池用五自由度轴向磁通无轴承电机，其特征是：定子（1）的第一排齿在定子（1）的最左端，第一排齿的左端面是定子（1）的左端面，定子（1）的第三排齿在定子（1）的最右端，第三排齿的右端面是定子（1）的右端面，第二排齿位于第一排齿和第二排齿的正中间。5.根据权利要求1所述一种电动车飞轮电池用五自由度轴向磁通无轴承电机，其特征是：永磁体（4）的轴向厚度等于定子（1）的第二排齿的轴向厚度，永磁体（4）的宽度等于定子（1）的第二排齿的齿宽。2CN105827028A说明书1/3页一种电动车飞轮电池用五自由度轴向磁通无轴承电机技术领域[0001]本发明涉及到飞轮电池、电机、磁悬浮技术、薄片电机等领域，具体是一种无轴承电机，主要适用于高速、空间紧凑的智能电动车飞轮电池。背景技术[0002]智能电动汽车与传统汽车相比，智能化程度高、清洁且使用的能源为可再生的电能，电动汽车采用飞轮电池能够有效克服使用化学电池寿命短、对环境有污染等缺点，飞轮电池在工作过程中转速可以达到数万甚至数十万转。[0003]无轴承电机是一种结合磁轴承与电机功能于一体的一种新型电机，在结构上与传统电机相比内部除了有一套用来产生转矩的绕组外，还有一套用来产生悬浮力的绕组，通过调节两套绕组的电流大小以及相位可以实现电机转子旋转的同时能够产生悬浮力，它在正常工作时不需要径向轴承支撑，也就无机械磨损以及由此引起的发热等问题。因此，无轴承电机非常适合飞轮电池、航空航天等需要高速甚至超高速运行的领域。[0004]目前用在电动车飞轮电池上的无轴承电机，主要由定子、转子以及极对数相差一的转矩绕组与悬浮力绕组构成，通过控制两套绕组内的电流产生两组不同的磁场，从而同时实现转子的自悬浮与旋转。但是这种无轴承电机存在几点不足之处：一般无轴承电机只能产生径向力，只