[發明專利]一種低速大功率磁懸浮盤式同步電機

無效

• 申請號: 201310253213.0
• 申請日: 2013-06-15
• 公開（公告）號: CN103337940A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 蔡彬;王茂友;張玉喬;張立臣;楊建旭
• 申請（專利權）人: 曲阜師范大學
• 主分類號: H02K21/24
• 分類號: H02K21/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種盤式電機，尤其是一種低速大功率磁懸浮盤式同步電機，屬于電機技術領域。

背景技術

目前盤式電機功率小、轉速大，鐵心制作困難、成本高。對于需要低轉速的情況，必須加裝減速機構，造成系統結構復雜、零部件多、可靠性低，因而無法勝任低轉速、大轉矩的場合。

發明內容

本發明的主要目的在于：針對上述問題，提出一種采用磁懸浮技術的低轉速、大功率、結構簡約的盤式同步電機。

本發明低速大功率磁懸浮盤式同步電機包括定子、轉子和轉軸或懸浮支架；所述定子與所述轉子相對同心放置；所述定子與所述轉子之間具有一定懸浮氣隙；所述定子與和螺紋支柱連接的圓盤固定；所述轉子與轉軸固定或與懸浮支架固定。

所述定子由電工純鐵制作的盤式鐵心和三相線圈繞組組成。

所述定子的三相繞組與輸出頻率低至0.1Hz三相交流電的變頻控制器連接。

所述轉子由電工純鐵制作的盤式鐵心和直流勵磁線圈繞組組成；所述轉子的盤式鐵心表面也可以加貼永磁鐵，構成電磁-永磁混合懸浮系統。

所述轉子的直流勵磁線圈繞組通過碳刷與懸浮控制器連接。

本發明的有益效果是：無需減速機構，鐵心制作簡便，成本低，適合轉速低、輸出扭矩大的場合，既可作為低速大功率電動機，也可作為發電機，尤其適合于垂直軸風力發電機。

附圖說明

附圖1為本發明的一個實施例的結構示意圖。

附圖2為本發明的定子結構示意圖，包括定子立體示意圖2a、側視圖2b和俯視圖2c。

附圖3為本發明的定子結構示意圖，包括轉子立體示意圖3a、側視圖3b和俯視圖3c。

附圖4為本發明的另一個實施例的示意圖。

附圖5為本發明的另一個實施例的懸浮支架示意圖。

圖中標號：1-定子，2-轉子，3-圓盤，4-螺紋支柱，5-轉軸，6-懸浮支架，7-懸浮支架平臺，8-螺桿，9-槽鋼，10-轉子托盤。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明作進一步詳細說明。

實施例一

如附圖1所示，本發明低速大功率磁懸浮盤式同步電機包括定子1、轉子2、轉軸5、圓盤3、螺紋支柱4。定子1與轉子2相對同心放置，兩者之間具有一定懸浮氣隙；定子1與和螺紋支柱4連接的圓盤3固定；轉子2與轉軸5固定。

定子1(參見附圖2)的三相繞組與輸出頻率低至0.1Hz三相交流電的變頻控制器連接。轉子2(參見附圖3)的直流勵磁線圈繞組通過碳刷與懸浮控制器連接。

使用時，懸浮控制器給轉子2的直流勵磁線圈繞組供電，則在轉子表面形成磁場，產生N極、S極，并產生懸浮吸力，縮短懸浮氣隙。然后如果本發明的盤式同步電機當電動機使用，則由變頻控制器輸出頻率低至0.1Hz三相交流電給定子供電，則在定轉子之間的懸浮氣隙中產生旋轉磁場，轉子通過轉軸帶動負載旋轉；如果本發明的盤式同步電機當發電機使用，則原動機通過轉軸帶動轉子旋轉，則在定子中將產生三相交流電。

本發明中，定子和轉子的鐵心材料均為電工純鐵，加工容易，且其導磁率優于硅鋼片，只要較小的勵磁電流就可以在轉子表面形成強磁場；同樣，定子中的三相交流電流較小時即可在懸浮氣隙中產生較強的旋轉磁場，因而定轉子的尺寸可以做得較小，結構十分簡單，散熱好，維護方便，制造成本明顯降低，益于推廣應用。

實施例二

如附圖4所示，本發明低速大功率磁懸浮盤式同步電機包括定子1、轉子2、圓盤3、螺紋支柱4、懸浮支架6。定子1與轉子2相對同心放置，兩者之間具有一定懸浮氣隙；定子1與和螺紋支柱4連接的圓盤3固定；轉子2與懸浮支架6固定。懸浮支架6如附圖5所示，包括懸浮支架平臺7、螺桿8、槽鋼9、轉子托盤10。

定子1的三相繞組與輸出頻率低至0.1Hz三相交流電的變頻控制器連接。轉子2的直流勵磁線圈繞組通過碳刷與懸浮控制器連接。轉子2通過轉子托盤10與槽鋼9固定，槽鋼9通過螺桿8與懸浮支架平臺7連接。調節螺桿8可調整定子和轉子之間的懸浮氣隙。負載與懸浮支架平臺7固定。

使用時，懸浮控制器給轉子2的直流勵磁線圈繞組供電，則在轉子表面形成磁場，產生N極、S極，并產生懸浮吸力，這樣，轉子2和懸浮支架6就會懸浮起來，因而放置在懸浮支架平臺上的負載也懸浮起來。然后由變頻控制器輸出頻率低至0.1Hz三相交流電給定子供電，則在定轉子之間的懸浮氣隙中產生旋轉磁場，轉子通過懸浮支架帶動負載旋轉。頻率越低，轉速越慢。本發明低速大功率磁懸浮盤式同步電機的最低轉速可達0.75r/min。