[發明專利]多自由度磁懸浮電機

有效

• 申請號: 201110074179.1
• 申請日: 2011-03-25
• 公開（公告）號: CN102237834A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 寇寶泉;張魯;張赫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02N15/00
• 分類號: H02N15/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

1.多自由度磁懸浮電機，其特征在于所述多自由度磁懸浮電機是一種球形電機，該球形電機包括旋轉電機單元以及偏轉、懸浮電機單元，

旋轉電機單元由定子和轉子構成，定子包括電樞鐵心(15)和多相電樞繞組，轉子包括轉子軛(23)和轉子永磁體(24)，所述旋轉電機單元為外轉子結構；

偏轉、懸浮電機單元包括初級和次級，初級包括偏轉控制繞組、懸浮控制繞組和初級鐵心(13)，次級軛(21)次級包括次級軛(21)和次級永磁體(22)，所述偏轉、懸浮電機單元為外次級結構，

旋轉電機單元的電樞鐵心(15)與偏轉、懸浮電機單元的初級鐵心(13)固定、連接在一起，構成整個電機的球殼形鐵心，其外表面是球面；電機軸線垂直于上、下端面，所述球殼形鐵心的中間段為旋轉電機單元的電樞鐵心(15)，在電樞鐵心(15)表面沿所述球殼形鐵心的緯線均勻分布固定有多個旋轉電樞線圈(14)，所述多個旋轉電樞線圈(14)組成旋轉電樞繞組多相旋轉電樞繞組，所述旋轉電樞線圈(14)為矩形線圈，每個旋轉電樞線圈(14)的一對有效邊平行于球殼形鐵心的經線；

偏轉控制繞組是由多個偏轉線圈(12)組成的多相偏轉電樞繞組，多個偏轉線圈(12)分成兩組，對稱分布在旋轉電樞繞組的上下兩側，并固定于偏轉、懸浮電機單元的初級鐵心(13)固定鐵心上，位于同一側的多個偏轉線圈(12)位于同一個緯度上，并且均勻分布，每個偏轉線圈(12)中的一對有效邊與緯線平行；

懸浮控制繞組是由多對磁懸浮控制線圈組成的，所述多對磁懸浮控制線圈分成兩組對稱分布在旋轉電樞繞組的上下兩側，并固定于偏轉、懸浮電機單元的初級鐵心(13)固定鐵心上，每對磁懸浮控制線圈中的兩個磁懸浮控制線圈(11)沿經線方向排列，并且所述兩個磁懸浮控制線圈(11)串聯聯結，位于同一側的多對磁懸浮控制線圈沿緯線方向均勻分布，并且與多個偏轉線圈(12)相間排列，每個磁懸浮控制線圈(11)中的一對有效邊與緯線平行；

旋轉電機單元的轉子軛(23)與偏轉、懸浮電機單元的次級軛(21)固定連接在一起，構成整個電機的球形轉子軛(23)，旋轉電機單元的多個轉子永磁體(24)沿轉子軛(23)最大直徑的緯線均勻分布固定在轉子軛(23)的內表面，所述多個轉子永磁體(24)徑向充磁，并且相鄰的兩個永磁體的極性相反；

在轉子永磁體(24)的上、下側的轉子軛(23)的內表面上固定有偏轉、懸浮電機單元的次級永磁體(22)，所述偏轉、懸浮電機單元的次級永磁體(22)由四個球面環狀永磁體(22)組成，該四個球面環狀永磁體(22)分成兩組，對稱分布在轉子永磁體(24)的上下兩側，所有球面環狀永磁體(22)徑向充磁，位于同一側的兩個球面環狀永磁體(22)充磁方向相反，并且靠近所述轉子永磁體(24)的球面環狀永磁體(22)的充磁方向為由內向外。

2.根據權利要求1所述的多自由度磁懸浮電機，其特征在于，偏轉線圈(12)的有效邊嵌入偏轉、懸浮電機單元的初級鐵心(13)固定鐵心內；組成多相電樞繞組中的每個線圈的有效邊均嵌入電樞鐵心(15)內；懸浮控制繞組中的每個線圈的有效邊均嵌入初級鐵心(13)內。