[發(fā)明專利]一種電氣解耦式磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)

有效

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• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112713812B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁野;馬益清;孫玉坤;梁振偉;張品佳;任元;劉強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: H02N15/00
• 分類號: H02N15/00;H02K3/28;H02K1/14;H02K1/24
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本發(fā)明提出一種電氣解耦式磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)，由結(jié)構(gòu)完全相同，獨(dú)立控制，空間交錯(cuò)22.5°的兩個(gè)8/4雙凸極單元組成。本發(fā)明通過兩個(gè)8/4雙凸極單元協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)了磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩和懸浮力電氣解耦。相較于傳統(tǒng)的解耦式磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)，本發(fā)明提出的電氣解耦式磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)具有更高的轉(zhuǎn)矩密度和懸浮密度，在車載飛輪電池，車載空壓機(jī)系統(tǒng)中有著重要的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電氣解耦式磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)，可作為高速電機(jī)，特別適合車載飛輪電池，車載空壓機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)電機(jī)中一般都使用機(jī)械軸承來支承轉(zhuǎn)軸，但經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展對電機(jī)的轉(zhuǎn)速提出越來越高的要求，機(jī)械軸承易磨損、需定期維護(hù)等缺點(diǎn)嚴(yán)重限制電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提高，還因?yàn)樵龃竽Σ磷枇Ξa(chǎn)生大量的熱，降低電機(jī)運(yùn)行效率。為避免這些問題，采用懸浮技術(shù)替代機(jī)械軸承稱為最好解決方案。氣浮軸承、液浮軸承需要額外配備加壓設(shè)備，增大了設(shè)備體積。而磁懸浮電機(jī)集傳統(tǒng)電機(jī)和磁軸承懸浮功能于一體，無需增加設(shè)備，以同時(shí)產(chǎn)生驅(qū)動負(fù)載的電磁轉(zhuǎn)矩和支承轉(zhuǎn)子的懸浮力為目標(biāo)，成為高速電機(jī)研究領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。為此，本專利提出一種電氣解耦式磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了懸浮系統(tǒng)和驅(qū)動電機(jī)一體化，減小了支承損耗，大大提高了電機(jī)的轉(zhuǎn)速上限，在飛輪儲能領(lǐng)域具有重大的研究與應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種電氣解耦式磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)，由兩個(gè)8/4雙凸極單元組成。兩個(gè)8/4雙凸極單元通過轉(zhuǎn)軸連接成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)了懸浮系統(tǒng)與驅(qū)動電機(jī)一體化。該電機(jī)省去了磁軸承的使用，縮短了電機(jī)軸向長度，電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，功率密度增大。

本發(fā)明技術(shù)方案為：一種電氣解耦式磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于，由8/4雙凸極單元1和8/4雙凸極單元2組成；8/4雙凸極單元1和8/4雙凸極單元2同軸向連接且在空間上交錯(cuò)一定角度；所述8/4雙凸極單元1包括八個(gè)間隔45°的凸極定子齒，分別為凸極定子齒1-1，凸極定子齒1-2，凸極定子齒1-3，凸極定子齒1-4，凸極定子齒1-5，凸極定子齒1-6，凸極定子齒1-7，凸極定子齒1-8；以及四個(gè)間隔90°的凸極轉(zhuǎn)子齒，分別為凸極轉(zhuǎn)子齒1-9，凸極轉(zhuǎn)子齒1-10，凸極轉(zhuǎn)子齒1-11，凸極轉(zhuǎn)子齒1-12；其中，每個(gè)定子齒上均疊繞單獨(dú)控制的繞組，共8套繞組，分別為繞組1-13，繞組1-14，繞組1-15，繞組1-16，繞組1-17，繞組1-18，繞組1-19，繞組1-20；所述8/4雙凸極單元2包括八個(gè)間隔45°的凸極定子齒，分別為凸極定子齒2-1，凸極定子齒2-2，凸極定子齒2-3，凸極定子齒2-4，凸極定子齒2-5，凸極定子齒2-6，凸極定子齒2-7，凸極定子齒2-8，以及四個(gè)間隔90°的凸極轉(zhuǎn)子齒，凸極轉(zhuǎn)子齒2-9，凸極轉(zhuǎn)子齒2-10，凸極轉(zhuǎn)子齒2-11，凸極轉(zhuǎn)子齒2-12；其中，每個(gè)定子齒上均疊繞單獨(dú)控制的繞組，共8套繞組，分別為繞組2-13，繞組2-14，繞組2-15，繞組2-16，繞組2-17，繞組2-18，繞組2-19，繞組2-20。

進(jìn)一步，8/4雙凸極單元1和8/4雙凸極單元2在空間上交錯(cuò)22.5°。

進(jìn)一步，每個(gè)定子齒寬為22.5°，每個(gè)轉(zhuǎn)子齒寬為45°。

進(jìn)一步，所述8/4雙凸極單元1中，凸極定子齒1-1，凸極定子齒1-3，凸極定子齒1-5，凸極定子齒1-7形成電氣解耦式磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)的A相，凸極定子齒1-2，凸極定子齒1-4，凸極定子齒1-6，凸極定子齒1-8形成電氣解耦式磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)的B相；

所述8/4雙凸極單元2中，凸極定子齒2-1，凸極定子齒2-3，凸極定子齒2-5，凸極定子齒2-7形成電氣解耦式磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)的C相，凸極定子齒2-2，凸極定子齒2-4，凸極定子齒2-6，凸極定子齒2-8形成電氣解耦式磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)的D相。