[实用新型]一种悬浮力可调的错齿双凸极电机

说明书

本实用新型设计磁悬浮开关磁阻电机领域，要解决的问题是克服现有电机启动加速度不稳定，转矩小，不能克服转子重力的缺点，提出了一种悬浮力可调的错齿双凸极电机。该电机包括包括转矩装置和悬浮力装置；转矩装置位于电机中部，转矩装置沿由外到内包括外定子、外转子、转子隔磁环、内转子和内定子；电机两端为悬浮力装置，悬浮力装置包括转子导磁环、内定子导磁环、外定子导磁环、装置隔磁环、内定子通电磁极、外定子通电磁极、永磁环。该电机适用于高精度控制转动加速度与速度和调节悬浮力减小功耗的场合，例如人工心脏泵。

技术领域

本实用新型设计一种悬浮力可调的错齿双凸极电机，特别是涉及一种双定子错齿双凸极转子悬浮力可调的开关磁阻电机。

背景技术

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

由于磁悬浮轴承具有无摩擦、使用寿命长、噪声小等优点，在需要减摩和高速运转的领域有重要的意义，纯主动式的磁悬浮轴承消耗电流偏大，功耗也较大，被动式和主动式混合的磁悬浮轴承最显著的特征是：利用永磁体产生偏置磁场，利用电磁磁场调节转子的平衡位置，这在一定程度上减小了励磁电流，降低了功率损耗；但是混合式磁悬浮轴承一般是在普通径向电磁轴承的基础上，放置永磁体，使永磁磁路和电磁磁路相互独立，而又存在一定的交叉区域，这样励磁线圈内电流所产生的电磁磁场，将使转子与定子间空气隙的磁通密度一侧增加，另一侧减少，从而产生调节转子平衡位置的磁场力，但是这种力在四个方向上均是吸引力，并且转子和定子间空气隙内磁通密度减少一侧的磁通也不可能完全减少为零，而这种非零的磁场将产生调节平衡的阻力。由于存在上述缺陷，故现有的永磁偏置轴承存在悬浮力不可调，控制复杂等缺点。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有磁悬浮电机开关磁阻电机，启动加速度不稳定、转矩小、转动不平稳，电机悬浮力不可控的缺点，提出了一种悬浮力可调的错齿双凸极电机，包括转矩装置和悬浮力装置；转矩装置位于电机中部，转矩装置沿径方向由外到内包括外定子、外转子、转子隔磁环、内转子和内定子；电机两端为悬浮力装置，悬浮力装置包括转子导磁环、内定子导磁环、外定子导磁环、装置隔磁环、内定子通电磁极、外定子通电磁极、永磁环。

本实用新型的技术方案还有：所述的悬浮力装置为混合磁控制，分两种情况来控制悬浮力，当轴线垂直地平线时，可采用永磁和电磁极产生吸引力的方法来保持转子悬浮；当轴线平行地平线时，悬浮力装置采用上部吸引永磁体，下部排斥永磁体的方法来调节悬浮力，实现悬浮。

本实用新型的技术方案还有：所述的绕组在根据转子转动的角度来进行控制开关，实现转子的平稳加速、平稳转动；绕组循环开关的顺序是外定子绕组 A相—内定子绕阻Y相—外定子绕组B相—内定子绕阻X相—外定子绕组C相—内定子绕阻Z相—外定子绕组A相。

本实用新型的技术方案还有：所述的隔磁环用隔磁材料制成，位于转矩力装置与悬浮力装置之间，避免转矩力装置产生的电磁对悬浮力电磁产生干扰；隔磁环同时位于转矩力装置的内转子和外转子之间，防止内转子和外转子之间形成电磁通路。

本实用新型的有益技术效果是：该双定子电机使用双定子结构增大了转子转矩，同时改变了转子内外齿的相对位置，电机转子内外齿相互交错排列，方便控制，通过控制电子电极的通电顺序来更精准控制转子的加速度，悬浮力装置通过悬浮力部分的内、外通电磁极与永磁体产生的斥力和引力产生的合力来克服转子的重力；该电机适合高精度控制转矩和克服电机转子重力低功耗要求的领域，如人工心脏泵等领域。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图

图2是本实用新型一个实施例的1/2轴向截面图

图3是本实用新型一个实施例的转矩装置结构示意图