一种轴向悬浮开关磁阻电机.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CN108988517A(43)申请公布日2018.12.11(21)申请号201810788030.1(22)申请日2018.07.18(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)发明人袁野孙玉坤朱志莹张维煜黄永红杨帆(51)Int.Cl.H02K1/14(2006.01)H02K1/24(2006.01)H02K7/09(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种轴向悬浮开关磁阻电机(57)摘要本发明公开了一种轴向悬浮开关磁阻电机，电机的转矩系统采用三相12/8极结构，每个定子凸极上仅有一套线圈，每套线圈独立控制，结构简单，紧凑；转子由转子凸极和转子轭共同组成。电机的悬浮系统由上、下两个定子组成，上定子包括环形内磁极、环形外磁极和环形内磁极，下定子结构与上定子结构一致。悬浮系统与转矩系统共用一个转子，该转子外套在转轴上，转子与上定子、下定子之间均留有工作气隙；环形外磁极与环形内磁极之间开有轴向环形槽，槽内绕有控制线圈。实现了开关磁阻电机转子轴向上的悬浮，很大程度上减小了外界磨损，使开关磁阻电机的稳定运行得到了保证。CN108988517ACN108988517A权利要求书1/1页1.一种轴向悬浮的开关磁阻电机，其特征在于，由转矩系统和悬浮系统组成；转矩系统包括定子轭(11)、定子轭(11)上的定子凸极(12)、转子轭(13)、转子轭(13)上的转子凸极(15)以及转轴(14)，定子轭(11)为圆筒型，内套转子轭(13)，转子轭(13)内套转轴(14)，转子凸极(15)和转子轭(13)同轴，定子凸极(12)上缠绕绕组，按照NNNSSS分布；悬浮系统包括悬浮系统1、悬浮系统2、转子轭(13)和转轴(14)；悬浮系统1由上定子圆环(1)、上定子绕组(1-1)组成，上定子圆环(1)下端开有环形凹槽，环形凹槽内部绕有上定子绕组(1-1)，环形凹槽内侧为内环形磁极a(1-2)，环形凹槽外侧为外环形磁极a(1-3)；悬浮系统2由下定子圆环(2)、下定子绕组(2-1)组成，下定子圆环(2)上端开有环形凹槽，环形凹槽内部绕有下定子绕组(2-1)，环形凹槽内侧为内环形磁极b(2-2)，环形凹槽外侧为外环形磁极b(2-3)，上定子圆环、下定子圆环与转子轭(13)之间各留有悬浮系统气隙a(1-4)和悬浮系统气隙b(2-4)，悬浮系统1与悬浮系统2结构上对称。2.根据权利要求1所述的一种轴向悬浮的开关磁阻电机，其特征在于，转子凸极(15)数量有8个，定子轭(11)的内圆周上固定12个定子凸极(12)。3.根据权利要求1所述的一种轴向悬浮的开关磁阻电机，其特征在于，悬浮系统中的转子轭(13)与转矩系统中的转子轭(13)共用。4.根据权利要求1所述的一种轴向悬浮的开关磁阻电机，其特征在于，上定子圆环、下定子圆环环宽Du5、Dd5需与转子轭轭宽D保持一致。5.根据权利要求1所述的一种轴向悬浮的开关磁阻电机，其特征在于，上定子圆环中，上定子绕组(1-1)上电后，电流产生的磁通依次通过内环形磁极a(1-2)、悬浮系统气隙a(1-4)、外环形磁极a(1-3)后回到内环形磁极a(1-2)，形成闭合回路；下定子圆环产生闭合磁路方式与上述一致，为遵循磁阻最小原理，悬浮系统气隙a(1-4)和悬浮系统气隙b(2-4)的气隙长度lu、ld必须小于转矩系统中定子凸极(12)与转子凸极(15)间的气隙长度。2CN108988517A说明书1/3页一种轴向悬浮开关磁阻电机技术领域[0001]磁悬浮开关磁阻电机将磁轴承技术与开关磁阻电机相结合，结构简单、坚固，转子上无永磁体和绕组，具有无磨损、体积小、功耗低和轴向利用率高的有点，在高速应用领域极具应用前景。背景技术[0002]随着工业技术的发展，需要一个低成本，结构紧凑，功耗低，容错率高的电机来适应恶劣的工作环境，开关磁阻电机满足上述要求。但传统的开关磁阻电机存在以下问题：1)转子由于不平衡磁拉力而发生的机械偏移；2)不可控制的短距绕组上电流脉冲和转矩脉冲3)易振动和噪声较大。磁悬浮开关磁阻电机合理解决了以上问题。[0003]磁悬浮开关磁阻电机是20世纪末发展起来的一种新型磁悬浮电机。磁悬浮开关磁阻电机一般应用在飞轮储能、高速机床、涡轮分子泵以及航空航天领域，电机所处的环境恶劣，转子受到外界扰动大。现有文献中磁悬浮开关磁阻电机多是转子径向上的悬浮控制，不能很好的维持转子运行。针对此结构，本发明提出一种新型的轴向上悬浮开关磁阻电机。发明内容[0004]本发明针对上述技术问题，提出一种轴向悬浮的开关磁阻电机。电机转矩系统采用三相12/8极结构，每个定子凸极上仅有一套线圈，每套线圈独立控制，结构简单，紧凑