[发明专利]一种新型磁悬浮高速电机及检测电机转子位置的方法

说明书

本发明涉及一种新型磁悬浮高速电机及检测电机转子位置的方法，所述电机包括转子和定子，所述转子包括：径向位移检测柱体和位置检测柱体，所述径向位移检测柱体和位置检测柱体同轴设置，且所述径向位移检测柱体为半径为R的圆柱体，所述位置检测柱体为边缘为规则弧形的柱体，且所述位置检测柱体的最大半径为R。本发明提供的技术方案将转子设计为上下两部分不同形状的结构，通过检测传感器检测上下两部分的外表面与传感器间的距离计算得到转子空间位置，而实现转子空间角度的间接测量。

技术领域

本发明属于电机领域，尤其涉及一种新型磁悬浮高速电机及检测电机转子位置的方法。

背景技术

高速永磁电机转子每分钟高达数万转甚至十几万转，常规高速电机控制采用转子无位置控制算法进行电机控制，由于位置估算不准确会造成电机失步，严重时可引起转子磁钢的不可逆失磁。

对电机转速要求较高场合多选用旋转变压器提供转子实时位置。目前旋转变压器最高转速在30000rpm以内，且随着转速提高旋变安装尺寸越小，对于大功率高速电机，由于电机尺寸较大影响了其在高速大功率电机场合应用。

因此，需要提供一种新型磁悬浮高速电机及检测电机转子位置的方法来解决现有技术的不足。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型磁悬浮高速电机及检测电机转子位置的方法，将转子位置传感器探头与径向位移传感器探头集成到一起，从而在单个检测传感器上集成了转子空间角度和磁轴承位移的测量，使高速电机的结构更加紧凑。

一种新型磁悬浮高速电机，包括转子和定子，所述转子包括：径向位移检测柱体和位置检测柱体，所述径向位移检测柱体和位置检测柱体同轴设置，且所述径向位移检测柱体为半径为R的圆柱体，所述位置检测柱体为边缘为规则弧形的柱体，且所述位置检测柱体的最大半径为R。

进一步的，所述规则弧形包括：至少一个突起部和至少一个凹陷部，所述突起部与所述凹陷部依次间隔出现。

进一步的，所述位置检测柱体的弧形面与轴心间的距离为r，其中r＝r0+a*sin(360*t*n)，theta＝t*360，r0+a≤R，r0为所述位置检测柱体弧形面的基本尺寸，a为所述位置检测柱体的弧形面相对于半径为r0圆柱面的波动幅值，theta为转子旋转时位置检测柱体的角度，t为取值为0～1的常数，n为转子旋转一周位置检测柱体的弧形面波动的周期数，n为正整数。

进一步的，还包括：检测传感器，所述检测传感器包括：径向位移传感器探头和转子位置传感器探头，所述径向位移传感器探头与所述径向位移检测柱体的弧形面垂直设置，所述转子位置传感器探头与所述位置检测柱体的弧形面垂直设置。

一种检测电机转子位置的方法，用于检测上述任一所述的新型磁悬浮高速电机转子的位置，包括：

检测径向位移检测柱体的位置；

通过所述位置计算转子的位置。

进一步的，所述检测径向位移检测柱体的位置包括：测量径向位移传感器探头到径向位移检测柱体的弧形面的距离。

进一步的，所述计算转子的位置包括：根据下式所示计算转子位置传感器探头与位置检测柱体的弧形面间的距离，

delta＝delta0+a*sin(360⁰*t*n)-delta R

a+r0≤R