[發明專利]一種磁懸浮球形電驅動執行裝置

有效

• 申請號: 202110068348.4
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112910316B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 趙靜;何威;劉向東
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H02N15/00
• 分類號: H02N15/00;H02K16/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

1.一種磁懸浮球形電驅動執行裝置，其特征在于，所述裝置包括三個定子對、球形轉子及控制器；

每一所述定子對均包括兩個定子；兩個所述定子分別固定設置于所述球形轉子的兩側，且每一所述定子與所述球形轉子之間均存在間隙；兩個所述定子的形心的連線為所述定子對的虛擬軸線；所述定子對的虛擬軸線通過所述球形轉子的球心；三個所述定子對的虛擬軸線互相垂直；

所述球形轉子利用磁力作用在三個所述定子對構成的空間內懸浮；

每一所述定子均包括定子繞組；每一所述定子繞組均與所述控制器相連接；所述控制器用于通過控制所述定子繞組的通電過程，驅動所述球形轉子沿所述定子對的虛擬軸線做懸浮運動，并驅動所述球形轉子繞所述定子對的虛擬軸線做旋轉運動；

所述定子繞組包括旋轉繞組和懸浮繞組；所述旋轉繞組和所述懸浮繞組均與所述控制器相連接；所述定子還包括旋轉繞組鐵芯和懸浮繞組鐵芯；所述旋轉繞組鐵芯環繞設置于所述懸浮繞組鐵芯外側；所述旋轉繞組鐵芯上設置有定子槽，所述旋轉繞組安裝于所述定子槽內；所述懸浮繞組套設在所述懸浮繞組鐵芯上；所述旋轉繞組和所述懸浮繞組之間設置有隔磁筒；

所述球形轉子為雙層球殼結構；所述球形轉子包括轉子外層和轉子內層；所述轉子內層貼合設置于所述轉子外層的內側；所述轉子內層的材料為導磁材料或導磁導電性能差的高強度耐熱材料；

所述控制器用于通過控制所述旋轉繞組的通電過程，驅動所述球形轉子繞所述定子對的虛擬軸線做旋轉運動；當所述轉子內層的材料為導磁材料時，所述控制器用于通過控制所述懸浮繞組的通電過程，向所述懸浮繞組通入直流電，驅動所述球形轉子沿所述定子對的虛擬軸線做懸浮運動；當所述轉子內層的材料為導磁導電性能差的高強度耐熱材料時，所述控制器用于通過控制所述懸浮繞組的通電過程，向所述懸浮繞組通入交流電，驅動所述球形轉子沿所述定子對的虛擬軸線做懸浮運動。

2.如權利要求1所述的一種磁懸浮球形電驅動執行裝置，其特征在于，任意兩個相鄰定子之間均設置有定子支架；所述定子支架與所述定子固定連接。

3.如權利要求1所述的一種磁懸浮球形電驅動執行裝置，其特征在于，每一所述定子對中的兩個定子的形心到所述球形轉子球心的距離相等；所述定子與所述球形轉子的相對面為球面。

4.如權利要求1所述的一種磁懸浮球形電驅動執行裝置，其特征在于，所述懸浮繞組鐵芯內安裝有轉子位置檢測傳感器；所述轉子位置檢測傳感器用于檢測所述球形轉子的三維位置，并將所述三維位置傳輸至所述控制器；所述控制器用于比較所述三維位置與所述球形轉子的預設位置，得到偏差量；

所述控制器還用于根據所述偏差量分別控制三個所述定子對中的懸浮繞組的通電過程。

5.如權利要求1所述的一種磁懸浮球形電驅動執行裝置，其特征在于，所述球形轉子的表面均勻噴涂一層抗氧化材料。

6.如權利要求1所述的一種磁懸浮球形電驅動執行裝置，其特征在于，所述轉子外層的材料為導電材料。

7.如權利要求1所述的一種磁懸浮球形電驅動執行裝置，其特征在于，所述球形轉子的表面設置有多條轉子溝槽；多條所述轉子溝槽將所述球形轉子的表面均勻分為多塊。