[發明專利]一種磁懸浮系統

在審

• 申請號: 202110309901.9
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112910317A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 孫天夫;鄭海榮;梁嘉寧;龍凌輝;江負成;李慧云;萬麗雯;李龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院;深圳高性能醫療器械國家研究院有限公司
• 主分類號: H02N15/00
• 分類號: H02N15/00;H02K1/17;H02K1/27;H02K11/21
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 王新哲

本申請適用于磁懸浮設備技術領域，提供了一種磁懸浮系統，其包括定子、轉子和磁耦合機構，定子包括定子鐵芯、定子永磁體和定子繞組機構，定子永磁體和定子繞組機構均設置于定子鐵芯，定子繞組機構用于控制轉子朝遠離或靠近定子的軸線方向移動，轉子上設置有導磁材料結構；磁耦合機構包括可與導磁材料結構磁性吸引的磁源，磁耦合機構被配置為可與轉子磁耦合，以帶動轉子繞定子的軸線方向轉動。所述磁懸浮系統將驅動轉子朝遠離或靠近定子的軸線方向移動的磁路與驅動轉子繞其定子的軸線方向轉動的磁路解耦，從而使得磁懸浮系統的控制難度降低，運轉穩定性增強，轉矩波動減小。

技術領域

本申請涉及磁懸浮設備技術領域，更具體地說，是涉及一種磁懸浮系統。

背景技術

磁懸浮電機為一種定子和轉子無接觸運行的電機，在磁懸浮電機中，在定子上設置磁性驅動機構，磁性驅動機構一方面用于驅動轉子懸浮，另一方面用于驅動轉子旋轉。但是，該種設計使得驅動電子懸浮的磁路與驅動轉子旋轉的磁路高度耦合，這增加了控制難度，并導致電機運轉穩定性差，轉矩波動大。

發明內容

本申請實施例的目的在于提供一種磁懸浮系統，旨在解決現有技術中的磁懸浮電機中，磁懸浮軸承的磁路和電機的磁路高度耦合，增加了控制難度，并導致電機運轉穩定性差，轉矩波動大的技術問題。

為實現上述目的，本申請采用的技術方案是：提供一種磁懸浮系統，包括：

定子，所述定子包括定子鐵芯、定子永磁體和定子繞組機構，所述定子永磁體和所述定子繞組機構均設置于所述定子鐵芯；

轉子，所述轉子上設置有導磁材料結構，所述定子繞組機構用于控制所述轉子朝遠離或靠近所述定子的軸線方向移動；

磁耦合機構，所述磁耦合機構包括可與所述導磁材料結構磁性吸引的磁源，所述磁耦合機構被配置為可與所述轉子磁耦合，以帶動所述轉子繞所述定子的軸線方向轉動。

進一步地，所述磁源的數量為多個，多個所述磁源在垂直于所述定子的軸線方向的平面上沿圓形軌跡間隔分布；

每一所述磁源的極性相同，或者，相鄰的兩個所述磁源的極性相反。

進一步地，所述定子上還設置有副繞組，所述副繞組產生的磁場方向與所述定子永磁體產生的磁場方向相同或相反。

進一步地，所述磁懸浮系統還包括連接架，所述導磁材料結構通過所述連接架設置于所述轉子上，且所述連接架位于所述磁耦合機構與所述轉子之間。

進一步地，所述磁懸浮系統還包括第一位置傳感器，所述第一位置傳感器用于檢測所述轉子在垂直于所述定子的軸線方向的平面上的位置，所述第一位置傳感器包括定子部和轉子部，所述定子部連接于所述定子，所述轉子部連接于所述轉子，所述定子部與所述轉子部同軸設置。

進一步地，所述轉子部至少有部分結構由導磁材料制成，或，所述磁耦合機構設置有轉子永磁體。

進一步地，所述定子鐵芯具有弧形的定子軛，以及向靠近所述轉子的方向延伸的定子齒，所述定子繞組機構設置于所述定子軛和/或所述定子齒；

所述磁懸浮系統還包括第二位置傳感器，所述第二位置傳感器安裝于所述定子齒或相鄰的兩個所述定子齒之間。

進一步地，所述定子繞組機構的數量至少為兩個，所述定子繞組機構包括第一定子繞組和第二定子繞組，所述第一定子繞組與所述第二定子繞組相對所述定子的軸線對稱設置。

進一步地，所述磁懸浮系統還包括繞組驅動機構，所述繞組驅動機構包括全橋電路；在所述定子繞組機構中，所述第一定子繞組和所述第二定子繞組分別連接于對應的所述全橋電路，且所述第一定子繞組的同名端與所述第二定子繞組的同名端連接。

進一步地，在所述定子繞組機構中，所述第一定子繞組的數量為多個，多個所述第一定子繞組串聯連接；