[发明专利]一种12/10无轴承永磁偏置开关磁阻电机

说明书

本发明公开了一种12/10结构无轴承永磁偏置开关磁阻电机，其由悬浮极铁芯、转矩极铁芯、偏置永磁体、转矩永磁体、转子铁芯、悬浮极绕组线圈、转矩极绕组线圈和轴组成；偏置永磁体嵌入在悬浮极铁芯和转矩极铁芯之间，转矩永磁体嵌入在转矩极铁芯的齿上；悬浮极绕组线圈和转矩极绕组线圈分别绕在悬浮极铁芯和转矩极铁芯；悬浮极铁芯和转矩极铁芯的内部为转子铁芯，转子铁芯的内部为轴。本发明所提供的12/10结构无轴承永磁偏置开关磁阻电机，通过偏置永磁体和气隙解决了悬浮极和转矩极的耦合，以及通过转矩永磁体增加了电磁转矩，提高转矩密度。

技术领域

本发明涉及一种12/10无轴承开关磁阻电机，具体涉及一种永磁偏置无轴承开关磁阻电机，可作为高速、高精度的驱动电机。

背景技术

随着国家工业的飞速发展，高速、高精度电机的发展越来越受到重视，然而可靠性、高损耗等问题又制约着高速、高精度电机的发展。所以研制出一种可靠性高、低损耗的电机便成为了工业技术上的一种迫切需求。而传统的机械轴承电机具有摩擦损耗大，电机寿命短等缺点。现有的气浮、液浮轴承虽然解决了摩擦带来的种种问题，但是由于其结构复杂、效率较低、可靠性较差等缺点而使其应用范围受到制约。

近些年来，由于开关磁阻电机具有结构简单，可靠性高，控制灵活和高速适应性强等优点，故在高速场合具有独特优势。而无轴承开关磁阻电机解决了机械轴承电机的摩擦损耗问题，且成本低，因此无轴承开关磁阻电机得到了发展。但目前的无轴承开关磁阻电机的转矩极和悬浮极通常都在同一个定子齿上，故在两极存在较强耦合，使得电机在工作时，悬浮磁场不稳定，难以实现电机悬浮的稳定控制。且由于将一部分定子齿作为悬浮极，转矩极就相应的有所减少，而导致电机转矩的损失。在申请号为201310711241.2的中国发明专利中提出的无轴承永磁偏置开关磁阻电机中，虽然将悬浮极和转矩极用隔磁套分开，解决了耦合情况，但由于隔磁套的存在，增大了电机的径向尺寸，使装配较为复杂，且没有解决由于悬浮极的存在而导致的转矩损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种12/10无轴承开关磁阻电机，其克服现有无轴承永磁偏置开关磁阻电机技术的不足，改变永磁偏置磁场的分布方式，解决转子悬浮控制和转矩控制的耦合，提高电机的转矩密度。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种12/10无轴承永磁偏置开关磁阻电机，其由四个悬浮极铁芯、四个转矩极铁芯、八个偏置永磁体、四个转矩永磁体、一个转子铁芯、一个轴、四个悬浮极绕组线圈、八个转矩极绕组线圈组成，偏置永磁体嵌入在悬浮极铁芯和转矩极铁芯之间，转矩永磁体嵌入在转矩极铁芯的齿上，偏置永磁体为六面体结构，其中一个面为拱形面，其他五个面为平面，有两个侧面与悬浮极铁芯和转矩极铁芯的侧面相连，每个转矩极铁芯上有两个齿；转矩永磁体为长方体，嵌入在转矩极铁芯的两个齿之间，悬浮极铁芯和转矩极铁芯之间留有第二气隙，悬浮极铁芯上绕有悬浮极绕组线圈，转矩极铁芯每个齿上绕有转矩极绕组线圈。每个悬浮极铁芯的齿与其相邻的转矩极铁芯的齿之间的圆弧的圆心角为27°，每个转矩极铁芯的两个齿之间的圆弧的圆心角为36°。悬浮极铁芯和转矩极铁芯的内部为转子铁芯，转子铁芯的内部为轴；悬浮极铁芯、转矩极铁芯和转子铁芯之间存在第一气隙。