[实用新型]一种新型交叉双定子磁悬浮开关磁阻电机

说明书

本实用新型涉及磁悬浮开关磁阻电机领域，目的要解决磁悬浮电机输出转矩不稳定的问题和悬浮力和旋转力存在强耦合的问题。本实用新型提出了一种新型交叉双定子磁悬浮开关磁阻电机，包括电机内定子，电机外定子，电机转子，定子永磁，转子永磁。所述电机外定子和电机内定子各有12个齿，且内定子齿以其轴线为旋转中心顺时针旋转15度后可与其对应的外定子齿在径向上对齐。外定子绕组通电后，为电机转子提供电磁转矩，驱动电子转子旋转；内定子绕组通电后，为电机转子提供悬浮力，使电机转子保持稳定悬浮。该实用新型适用于转矩稳定，大转矩，转速高，噪音小的领域，如人工心脏泵、离心机等领域。

技术领域

本实用新型涉及一种磁悬浮开关磁阻电机，特别是一种新型交叉双定子磁悬浮开关磁阻电机。

背景技术

为了克服机械轴承的对电机转速上限的限制,人们将磁悬浮轴承技术与开关磁阻电机结合起来,开始对磁悬浮开关磁阻电动机的研究。20世纪80年代,利用磁轴承和电机定子在结构上的相似性,两者的磁路铁芯可以共用,将磁轴承中产生径向力的绕组叠绕在原来的电机定子绕组上,相应磁极上具有两个绕组,打破原有气隙磁场的平衡,产生作用在转子上的悬浮力来实现转子悬浮,形成了磁悬浮电机(也称为无轴承电机,BearinglessMotors简称BM)。日本的A.Chiba、瑞士的R. Schoeb、S.Nomura等人对磁悬浮感应电机理机、系统的实现和控制幵展了大量的研究。日本的C.Michioka、S.Mori、Oshima、T.ohishi、M.Takemoto 和瑞士的 N.Brarietta 等人,开展了磁悬浮步进磁阻电机、磁悬浮幵关磁阻电机,磁悬浮永磁电机的研究,取得了大量的研究成果以及相关的应用样机。在我国研究磁悬浮电机的高校主要有北京航空航天大学，天津大学，南京航空航天大学，山东科技大学和江苏大学等。我国对磁悬浮电机的研究已经日趋成熟。

磁悬浮开关磁阻电机，因其结构简单、体积小、转速高、无机械摩擦损耗的优点，受到了国内外研究学者的广泛关注，常见结构有8/6极和12/8极磁悬浮开关磁阻电机。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有磁悬浮开关磁阻电机输出转矩不稳定的问题和悬浮力与旋转力之间存在强耦合的问题，提出了一种新型交叉双定子磁悬浮开关磁阻电机。

为实现上述功能，一种新型交叉双定子磁悬浮开关磁阻电机采取的技术方案是：由电机内定子（1），电机外定子（2），电机转子（3），内定子永磁腔（61），转子永磁腔（71），定子永磁（6），转子永磁（7），转子盖组成；所述电机外定子（2）由12组沿电机外定子（2）内圈均匀分布的外定子齿（4）组成；外定子齿（4）由外定子铁芯（41）和外定子绕组（42）组成，且外定子绕组（42）绕在外定子铁芯（41）上；所述电机内定子（1）由12组沿电机内定子（1）外圈均匀分布的内定子齿（5）组成；内定子齿（5）由内定子铁芯（51）和内定子绕组（52）组成，且内定子绕组（52）绕在内定子铁芯（51）上；电机转子（3）在电机内定子（1）和电机外定子（2）之间，由8个转子块（31）和2个转子盖（32）组成；8个转子块（31）沿转子盖（32）的外圈均匀分布；转子块（31）通过螺栓和螺母与转子盖连接；转子块（31）的外圈与外定子齿（4）（5）相对，内圈与内定子齿（5）相对。

所述电机内定子（1），电机转子（3），电机外定子（2）三者同轴心分布，由内而外依次是电机内定子（1），电机转子（3），电机外定子（2）；所述内定子齿（5）以其轴线为旋转中心顺时针旋转15度后可与其对应的外定子齿（4）在径向上对齐。

所述电机内定子（1）的两个端面都有1个圆柱形的内定子永磁腔（61）；定子永磁（6）为圆柱体，置于内定子永磁腔（61）内，且二者固定连接；所述转子盖中有转子永磁腔（71），且转子永磁腔（71）与内定子永磁腔（61）大小相同，形状相同；转子永磁（7）的尺寸与定子永磁（6）相同，且置于转子永磁腔（71）内，二者固定连接；在该电机运转时，定子永磁（6）的N极与转子永磁（7）的N级相对，目的是使电机转子（3）在轴向上保持稳定悬浮。