[發(fā)明專利]一種雙6/3磁懸浮開關磁阻電機

有效

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• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112713813B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 黃永紅;劉宜杭;曾文君;袁野;孫玉坤;楊帆
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02N15/00
• 分類號: H02N15/00;H02K3/28;H02K1/14;H02K1/24
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本發(fā)明提出一種雙6/3磁懸浮開關磁阻電機，由結構完全相同，獨立控制，空間交錯30°的兩個6/3U形凸極單元組成。本發(fā)明通過兩個6/3U形凸極單元協(xié)同控制，實現(xiàn)了磁懸浮開關磁阻電機轉矩和懸浮力電氣解耦。相較于傳統(tǒng)的解耦式磁懸浮開關磁阻電機，本發(fā)明提出的一種雙6/3磁懸浮開關磁阻電機具有更高的轉矩密度和懸浮密度，在車載飛輪電池，車載空壓機系統(tǒng)中有著重要的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及一種雙6/3磁懸浮開關磁阻電機，可作為高速電機，特別適合車載飛輪電池，車載空壓機系統(tǒng)。

背景技術

傳統(tǒng)電機中一般都使用機械軸承來支承轉軸，但經(jīng)濟社會的發(fā)展對電機的轉速提出越來越高的要求，機械軸承易磨損、需定期維護等缺點嚴重限制電機轉速進一步提高，還因為增大摩擦阻力產生大量的熱，降低電機運行效率。為避免這些問題，采用懸浮技術替代機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備，增大了設備體積。而磁懸浮電機集傳統(tǒng)電機和磁軸承懸浮功能于一體，無需增加設備，以同時產生驅動負載的電磁轉矩和支承轉子的懸浮力為目標，成為高速電機研究領域的新熱點。為此，本專利提出一種雙6/3磁懸浮開關磁阻電機，實現(xiàn)了懸浮系統(tǒng)和驅動電機一體化，減小了支承損耗，大大提高了電機的轉速上限，在飛輪儲能領域具有重大的研究與應用價值。

發(fā)明內容

本發(fā)明提出一種雙6/3磁懸浮開關磁阻電機，由兩個6/3U形雙凸極單元組成。兩個U形雙凸極單元通過轉軸連接成一個整體，實現(xiàn)了懸浮系統(tǒng)與驅動電機一體化。該電機省去了磁軸承的使用，縮短了電機軸向長度，電機結構緊湊，功率密度增大。

本發(fā)明的技術方案為：一種雙6/3磁懸浮開關磁阻電機，由6/3U形雙凸極單元1、6/3U形雙凸極單元2；6/3U形雙凸極單元1、6/3U形雙凸極單元2同軸向連接且在空間上交錯一定角度；所述6/3U形雙凸極單元1包括六個間隔60°的U形凸極定子齒，分別為定子齒1-1，定子齒1-2，定子齒1-3，定子齒1-4，定子齒1-5，定子齒1-6；以及三個間隔120°的U形凸極轉子齒，分別為轉子齒1-7，轉子齒1-8，轉子齒1-9；其中，每個定子齒上均疊繞單獨控制的繞組，共六套繞組，分別為繞組1-10，繞組1-11，繞組1-12，繞組1-13，繞組1-14，繞組1-15；所述6/3U形雙凸極單元2包括六個間隔60°的U形凸極定子齒，分別為定子齒2-1，定子齒2-2，定子齒2-3，定子齒2-4，定子齒2-5，定子齒2-6，以及三個間隔120°的U形凸極轉子齒，分別為轉子齒2-7，轉子齒2-8，轉子齒2-9；其中，每個定子齒上均疊繞單獨控制的繞組，共六套繞組，分別為繞組2-10，繞組2-11，繞組2-12，繞組2-13，繞組2-14，繞組2-15。

進一步，6/3U形雙凸極單元1、6/3U形雙凸極單元2在空間上交錯30°。

進一步，每個定子齒寬為30°，每個轉子齒寬為60°。

進一步，所述6/3U形雙凸極單元1、6/3U形雙凸極單元2的定子、轉子均為U形結構，U形凸極定子齒1-1，定子齒1-3，定子齒1-5，形成一種雙6/3磁懸浮開關磁阻電機的A相，U形凸極定子齒1-2，定子齒1-4，定子齒1-6形成一種雙6/3磁懸浮開關磁阻電機的B相；

U形凸極定子齒2-1，定子齒2-3，定子齒2-5形成一種雙6/3磁懸浮開關磁阻電機的C相，U形凸極定子齒2-2，定子齒2-4，定子齒2-6形成一種雙6/3磁懸浮開關磁阻電機的D相。

進一步，A相，B相，C相，D相依次輪流導通30°形成驅動轉矩和懸浮力；當A相3個U形凸極定子齒用于產生轉矩時，D相3個U形凸極定子齒用于產生懸浮力；當B相3個U形凸極定子齒用于產生驅動轉矩時，C相3個U形凸極定子齒用于產生懸浮力；當C相3個U形凸極定子齒用于產生轉矩時，A相3個U形凸極定子齒用于產生懸浮力；當D相3個U形凸極定子齒用于產生轉矩時，B相3個U形凸極定子齒用于產生懸浮力，每相在同一時刻僅用于轉矩或懸浮，實現(xiàn)了轉矩與懸浮的電氣式解耦。