[發明專利]一種高集成磁懸浮開關磁阻電機

有效

• 申請號: 201811338352.2
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109494952B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 孫玉坤;謝凱;袁野;任元;劉強;朱志瑩;黃永紅
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02K16/04
• 分類號: H02K16/04;H02K1/14;H02K1/24;H02K7/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高集成磁懸浮開關磁阻電機，其特征在于，包括前側定子(1)、軸向永磁環(2)、后側定子(3)、永磁體(4)、轉子(5)、主氣隙(7)及輔助氣隙(8)；

所述轉子(5)軸向長度為前側定子(1)、軸向永磁環(2)及后側定子(3)之和；

所述轉子(5)形狀上分為轉子前側(5-1)和轉子后側(5-2)，轉子前側(5-1)和轉子后側(5-2)的軸向長度相等；

所述永磁體(4)排布方式為同極相對地置于四個懸浮齒極之間；

所述轉子(5)與前側定子(1)和后側定子(3)間留有等間隙主氣隙(7)；

在電機前側面x方向上，所述前側定子(1)包括一對前側定子懸浮齒極(1-2)，其軸向長度與前側定子軛(1-1)一致，前側定子懸浮齒極(1-2)的末端延伸至與所述永磁體(4)相接；

在電機后側面y方向上，所述后側定子(3)包括一對后側懸浮齒極(3-2)，且連接在后側定子軛(3-1)上，后側懸浮齒極(3-2)的軸向長度與轉子(5)一致，即后側定子懸浮齒極(3-2)軸向延伸至電機前側面，且在前側面上徑向延伸至永磁體(4)處，與前側定子懸浮齒極(1-2)構成一個完整的環形結構，后側定子懸浮齒極(3-2)在軸向延伸時，與前側定子(1)和軸向永磁環(2)之間留有輔助氣隙(8)；

在電機后側面x方向上，所述后側定子(3)包括一對轉矩齒(3-5)，與轉子后側(5-2)構成開關磁阻電機。

2.如權利要求1所述一種高集成磁懸浮開關磁阻電機，其特征在于，前側定子懸浮齒極(1-2)上繞有前側控制線圈(1-3)，后側定子懸浮齒極(3-2)在前側面的徑向延伸部分上繞有后側控制線圈(3-3)，前側控制線圈(1-3))和后側控制線圈(3-3)實現電機轉子的兩自由度懸浮。

3.如權利要求1所述一種高集成磁懸浮開關磁阻電機，其特征在于，每個轉矩齒(3-5)包括三個齒極，除中間齒極外，其余齒極上均繞有轉矩線圈(3-4)，在轉矩齒(3-5)與后側定子軛(3-1)連接部分，用隔磁板(6)粘連，以避免定子軛內懸浮磁場和轉矩磁場耦合，所述轉矩齒(3-5)、轉矩線圈(3-4)與轉子后側(5-2)構成一個兩相開關磁阻電機，實現電機的電動。

4.如權利要求2所述一種高集成磁懸浮開關磁阻電機，其特征在于，前側控制線圈(1-3)產生的控制磁通走向為，由前側定子懸浮齒極(1-2)到前側定子軛(1-1)，繞前側定子軛(1-1)一圈后，流向前側另一前側定子懸浮齒極(1-2)后，經過主氣隙(7)，進入轉子后側(5-2)，又從主氣隙(7)另一側回到前側定子懸浮齒極(1-2)形成閉合回路；

所述后側控制線圈(3-3)產生的控制磁通與前側控制線圈(1-3)一致，僅在后側定子懸浮齒極(3-2)上多了軸向路徑。

5.如權利要求1所述一種高集成磁懸浮開關磁阻電機，其特征在于，還包括偏置磁通走向，具體為軸向永磁環(2)N極產生偏置磁通后，進入后側定子軛(3-1)順著后側定子懸浮齒極(3-2)流向電機前側面，進入永磁體(4)的S極，永磁體(4)N極產生的偏置磁通一部分順著前側定子懸浮齒極(1-2)，最終回到軸向永磁環(2)S極，永磁體(4)N極產生的另一部分偏置磁通經過主氣隙(7)，經由轉子后側(5-2)后，從主氣隙(7)回到前側定子懸浮齒極(1-2)，最終回到永磁體(4)S極，形成閉合回路。

6.如權利要求1所述一種高集成磁懸浮開關磁阻電機，其特征在于，所述軸向永磁環(2)采用軸向充磁方式。

7.如權利要求1所述一種高集成磁懸浮開關磁阻電機，其特征在于，所述永磁體(4)有四個，其軸向長度與轉子后側(5-2)一致。

8.如權利要求1所述一種高集成磁懸浮開關磁阻電機，其特征在于，轉子前側(5-1)為光滑圓柱結構，轉子后側(5-2)為多齒凸極結構。