[發明專利]一種大口徑環形磁懸浮電機及控制方法

有效

• 申請號: 201910104476.2
• 申請日: 2019-02-01
• 公開（公告）號: CN109713869B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 史智勇
• 申請（專利權）人: 浙江安浮航空科技有限公司
• 主分類號: H02K29/08
• 分類號: H02K29/08;H02N15/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;汪利勝

本發明公開了一種大口徑環形磁懸浮電機及控制方法，旨在解決飛機旋翼高速旋轉過程中振動和噪音大，需要潤滑，極易磨損和疲勞，維護費用高的不足。該發明包括旋翼固定環、旋翼轉子、控制系統，旋翼固定環外壁上設有安裝槽，旋翼轉子上設有懸浮環，懸浮環內壁上安裝吸附環，懸浮環上、下表面上均安裝有活動永磁環，安裝槽側壁上和活動永磁環對應位置安裝有固定永磁環，活動永磁環與固定永磁環的相對面磁極相同；旋翼固定環上均布安裝若干電磁塊，電磁塊徑向朝向吸附環且可通電吸引吸附環，旋翼固定環上靠近電磁塊位置均安裝有徑向朝向吸附環設置的位移傳感器；旋翼轉子上安裝無刷直流電機轉子，旋翼固定環上安裝無刷直流電機定子。

技術領域

本發明涉及一種飛機電機，更具體地說，它涉及一種大口徑環形磁懸浮電機及控制方法。

背景技術

目前，隨著國家把通用航空確定為支柱產業，人們對飛機的關注度越來越高，飛機上旋翼的轉動產生氣流和空氣壓差，使飛機獲得一個向上或向前的升力，從而能夠在空中飛行。旋翼高速旋轉過程中振動和噪音大，需要潤滑，極易磨損和疲勞，使用壽命短，維護費用高。

發明內容

本發明克服了飛機旋翼高速旋轉過程中振動和噪音大，需要潤滑，極易磨損和疲勞，使用壽命短，維護費用高的不足，提供了一種大口徑環形磁懸浮電機及控制方法，飛機旋翼高速旋轉過程中振動和噪音小，不需要潤滑，無機械磨損，使用壽命長，維護費用低。

為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：一種大口徑環形磁懸浮電機，包括旋翼固定環、旋翼轉子、控制系統，旋翼轉子上均布安裝若干螺旋槳葉片，旋翼固定環軸向設置的外壁上設有安裝槽，旋翼轉子上設有懸浮環，懸浮環軸向設置的內壁上安裝吸附環，懸浮環、吸附環與安裝槽側壁之間均設有懸浮間隙，懸浮環上、下表面上均安裝有活動永磁環，安裝槽側壁上和活動永磁環對應位置安裝有固定永磁環，活動永磁環與固定永磁環的相對面磁極相同；旋翼固定環上均布安裝若干電磁塊，電磁塊徑向朝向吸附環且可通電吸引吸附環，旋翼固定環上靠近電磁塊位置均安裝有徑向朝向吸附環設置的位移傳感器；旋翼轉子上安裝無刷直流電機轉子，旋翼固定環上安裝無刷直流電機定子，電磁塊、位移傳感器、無刷直流電機定子均與控制系統電連接。

控制系統對無刷直流電機定子通電，從而實現無刷直流電機轉子的轉動，帶動螺旋槳葉片高速轉動，轉速的大小通過控制系統進行控制。活動永磁環與固定永磁環的相對面同極相斥，使懸浮環處于懸浮狀態；吸附環和安裝槽側壁之間始終保持有間隙，確保旋翼轉子轉動過程中始終處于懸浮狀態。控制系統對電磁塊線圈通電使電磁塊吸引吸附環，位移傳感器檢測到的信號輸送到控制系統，控制系統根據讀取的位移傳感器的信號對電磁塊的線圈是否通電以及通電電流大小進行控制。電磁塊錯時通斷，同一時段對檢測到的位移傳感器與吸附環內壁之間最大距離位置的電磁塊進行通電，從而使該電磁塊對吸附環進行吸引，縮短位移傳感器與吸附環內壁之間的距離。控制系統讀取位移傳感器信號并對單個電磁塊通電的頻率根據需要進行設定，從而使懸浮環始終處于動態平衡狀態。這種大口徑環形磁懸浮電機使飛機旋翼高速旋轉過程中振動和噪音小，不需要潤滑，無機械磨損，使用壽命長，維護費用低。

作為優選，旋翼轉子上表面上設有防護環，旋翼固定環軸向設置的外壁上均布安裝若干防撞軸承，防撞軸承軸向設置的外壁與防護環軸向設置的內壁之間設有防撞間隙，防撞間隙徑向間距小于吸附環軸向設置的內壁與安裝槽側壁之間的徑向間距。

當電磁塊出現故障時，旋翼轉子轉動過程中徑向出現細微偏移，防撞軸承對防護環內壁進行支撐，防止旋翼轉子轉動過程中徑向出現較大偏差，能夠保證電磁塊出現故障時旋翼轉子也能正常運轉。

作為優選，吸附環軸向設置的內壁上安裝鋁合金感應環，位移傳感器徑向朝向鋁合金感應環，位移傳感器為電渦流位移傳感器。鋁合金為弱導磁體材料，磁效應弱，渦流效應強，有利于提高電渦流位移傳感器的靈敏度。

作為優選，電磁塊呈U形結構，電磁塊的兩端分別朝向吸附環軸向設置的內壁上鋁合金感應環的上下兩側。這種結構的電磁塊對吸附環的吸引力平穩。