[发明专利]一种悬浮齿内置式外转子无轴承开关磁阻电机

说明书

本发明公开了一种悬浮齿内置式外转子无轴承开关磁阻电机，其包括外转子、绝磁轴以及依次设置在绝磁轴上的第一转矩定子、第一悬浮定子、第二悬浮定子和第二转矩定子，外转子包括转子本体以及依次设置在转子本体内壁上的第一转子齿、第二转子齿、第三转子齿和第四转子齿，第二转子齿和第三转子齿分别与第一悬浮定子和第二悬浮定子上的悬浮齿相对设置，第一转子齿和第四转子齿分别与第一转矩定子和第二转矩定子上的转矩齿相对设置。本发明中采用将悬浮齿和转矩齿分别设置在不同定子上，且悬浮齿内置的方式，不仅使得悬浮绕组和转矩绕组能够分别控制和工作、互不影响，提高了电机的控制精度，还使得悬浮绕组两侧均设置有转矩绕组，提高了转矩稳定性。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机技术领域，特别是涉及一种悬浮齿内置式外转子无轴承开关磁阻电机。

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。

目前，传统的无轴承开关磁阻电机是将磁轴承产生悬浮力的绕组集成到开关磁阻电机定子槽中，每个定子齿上均绕制两套绕组，即悬浮绕组和转矩绕组，通过协调控制转矩绕组和悬浮绕组电流，产生悬浮绕组磁场和转矩绕组磁场，两者相互叠加，通过在转子一侧气隙磁场增强，相反方向气隙磁场减弱来获得指向气隙磁场增强方向的径向悬浮力，转矩控制和悬浮控制之间存在强耦合。然而，传统的无轴承将转矩绕组和悬浮绕组同时设置在同一定子的同一定子齿或相邻定子齿上的方式，使得转矩绕组和悬浮绕组之间产生的磁通之间会相互影响，导致电机的控制精度、转动稳定性和悬浮稳定性降低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种噪音小、转矩稳定性好的悬浮齿内置式外转子无轴承开关磁阻电机。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种悬浮齿内置式外转子无轴承开关磁阻电机，包括外转子、绝磁轴以及依次设置在所述绝磁轴上的第一转矩定子、第一悬浮定子、第二悬浮定子和第二转矩定子，所述第一悬浮定子和所述第二悬浮定子的外缘上均设置有数量相同的呈轴向对称布置的悬浮齿，所述悬浮齿上均设置有悬浮绕组，所述第一转矩定子和所述第二转矩定子的外缘上均设置有呈轴向对称布置的转矩齿，所述转矩齿上均设置有转矩绕组，所述第一悬浮定子与所述第二悬浮定子之间设置有永磁套，所述永磁套的两端分别与所述第一悬浮定子和所述第二悬浮定子相连接，所述第一转矩定子和所述第二转矩定子分别与所述第一悬浮定子和所述第二悬浮定子之间设置有第一隔磁环，所述外转子包括可导磁的转子本体以及依次设置在所述转子本体内壁上的第一转子齿、第二转子齿、第三转子齿和第四转子齿，所述第二转子齿和所述第三转子齿分别与所述第一悬浮定子和所述第二悬浮定子上的所述悬浮齿相对设置，所述第一转子齿和所述第四转子齿分别与所述第一转矩定子和所述第二转矩定子上的所述转矩齿相对设置。

优选的，所述第一转子齿的齿宽等于所述第四转子齿的齿宽，所述第二转子齿的齿宽等于所述第三转子齿的齿宽，所述第一转矩定子和所述第二转矩定子上所述转矩齿的齿宽相同，所述第一悬浮定子和所述第二悬浮定子上所述悬浮齿的齿宽相同。

优选的，所述第一转子齿和所述第四转子齿的齿宽小于所述第二转子齿和所述第三转子齿的齿宽。

优选的，所述转矩齿的齿宽小于所述悬浮齿的齿宽。

优选的，所述转矩齿的齿数大于所述悬浮齿的齿数。

优选的，所述悬浮齿的齿数为6个，所述转矩齿的齿数为9个。