[发明专利]一种径向轴承轴向电机的盘式磁悬浮开关磁阻电机

说明书

本发明公开了一种径向轴承轴向电机的盘式磁悬浮开关磁阻电机，包括定子和双盘式转子，所述定子包括从外向内同轴依次相连的轴向定子铁心、永磁环、径向定子铁心；所述轴向定子铁心的轴向两端均匀分布有轴向悬浮齿，相邻轴向悬浮齿之间的轴向定子铁心端面连接有隔磁块，所述隔磁块上均布有转矩齿，所述轴向悬浮齿和转矩齿上分别绕制有轴向悬浮绕组和转矩绕组；所述径向定子铁心的内圆周均布有径向悬浮齿，所述径向悬浮齿上绕制有径向悬浮绕组；所述双盘式转子由转子铁心，以及分别同轴连接于转子铁心两端的盘式转子组成，所述转子铁心同轴连接有转轴，所述盘式转子的内端均布有数个转子齿，所述转子铁心贯穿定子，其中部设置有径向吸力盘。

技术领域

本发明涉及盘式磁悬浮开关磁阻电机领域，具体涉及一种径向轴承轴向电机的盘式磁悬浮开关磁阻电机。

背景技术

无轴承电机具有无摩擦、磨损、无需润滑和密封，易于实现更高转速和更大功率运行，在航空航天、涡轮分子泵、飞轮储能、密封泵、高速电主轴等领域具有广阔的应用前景。无轴承电机主要分为无轴承异步（感应）电机、无轴承永磁同步电机和无轴承开关磁阻电机三种。特别是其中的无轴承开关磁阻电机具有结构简单，机械强度高、控制灵活、容错性能好，鲁棒性好等优势，在电动汽车、通用工业、家用电器等领域具有广阔的应用前景。

要实现无轴承开关磁阻电机转子稳定悬浮，必须在径向四个自由度和轴向单自由度上同时施加主动控制力。传统的五自由度无轴承开关磁阻电机通常有以下三种结构：

1、采用一个轴承磁轴承和两个两自由度无轴承开关磁阻电机构成；

2、采用一个轴向磁轴承、一个径向磁轴承和一个两自由度无轴承开关磁阻电机构成；

3、采用一个三自由度径向-轴向磁轴承和一个无轴承开关磁阻电机构成；

这三种结构均需单独采用轴向磁轴承，增大了系统轴向长度，降低了系统临界转速，限制了转速和功率的进一步提升，并且传统的无轴承开关磁阻电机每个定子齿上均绕制两套绕组，即悬浮绕组和转矩绕组，且两套绕组极对数必须满足加减一的关系，通过协调控制转矩绕组和悬浮绕组电流，同时产生转矩和悬浮力，转矩控制和悬浮控制之间存在强耦合。

发明内容

本发明的目的是提供一种体积小、重量轻、结构紧凑的径向轴承轴向电机的盘式磁悬浮开关磁阻电机，为特种电气传动提供新的解决方案。

本发明通过以下技术方案实现：

一种径向轴承轴向电机的盘式磁悬浮开关磁阻电机，包括定子和双盘式转子，所述定子包括从外向内同轴依次相连的轴向定子铁心、永磁环、径向定子铁心；所述轴向定子铁心的轴向两端均匀分布有数个轴向悬浮齿，相邻轴向悬浮齿之间的轴向定子铁心端面连接有隔磁块，所述隔磁块上均布有数个转矩齿，所述轴向悬浮齿和转矩齿上分别绕制有轴向悬浮绕组和转矩绕组；所述径向定子铁心的内圆周均布有数个径向悬浮齿，所述径向悬浮齿上绕制有径向悬浮绕组；所述双盘式转子由转子铁心，以及分别同轴连接于转子铁心两端的盘式转子组成，所述转子铁心同轴连接有延伸出盘式转子外端的转轴，所述盘式转子的内端均布有数个正对轴向定子铁心的转子齿，所述转子铁心贯穿定子，其中部设置有正对径向定子铁心的径向吸力盘。

本发明的进一步方案是，所述轴向悬浮齿的齿宽大于转矩齿的齿宽，且轴向悬浮齿的齿宽大于电机一个极距。

本发明的进一步方案是，所述永磁环采用稀土永磁体或铁氧体永磁体制成。

本发明与现有技术相比的优点在于：