[实用新型]一种24相单绕组磁悬浮开关磁阻电机

说明书

本实用新型涉及磁悬浮开关磁阻电机领域，特别是涉及一种24相单绕组磁悬浮开关磁阻电机。该电机由定子、气隙和转子三部分组成；所述定子设有24个定子齿，每个定子齿饶有一相绕组，每相绕组独立控制且所有绕组匝数相等，所述绕组按照绕组电流产生的磁场方向为NSSN的规律分布；所述转子包括三个转矩齿、三个悬浮力齿和转子轭，三个转矩齿在空间上两两相差120^o，三个悬浮力齿在空间上两两相差120^o，所述转矩齿与悬浮力齿等间隔交叉分布；每个转矩齿沿转子旋转的正方向依次设有前齿、中齿与后齿；所述气隙位于定子与转子之间。本实用新型从结构上解除了转矩与悬浮力的控制耦合，降低了电机的控制难度，具有输出转矩大、径向承载能力强、功率损耗低等优点。

技术领域

本实用新型涉及磁悬浮开关磁阻电机领域，特别是涉及一种24相单绕组磁悬浮开关磁阻电机。

背景技术

磁悬浮开关磁阻电机是将磁悬浮技术应用于开关磁阻电机中，通过电磁力使转子实现悬浮，消除了机械轴承所带来的摩擦问题，目前已被广泛应用于航空航天和医疗卫生等领域。磁悬浮开关磁阻电机以转矩和悬浮力为控制对象，但是由于其自身的运行原理，会出现转矩与悬浮力的控制耦问题，严重影响电机性能，增加了控制难度；为简化控制算法的设计，现有磁悬浮开关磁阻电机多采用双绕组结构，限制了实际嵌入铁心槽中的线圈匝数，降低了电机实际输出转矩及悬浮力；同时，磁悬浮开关磁阻电机常多为长路励磁，增加了电机的功率损耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种从结构上解除转矩与悬浮力的控制耦合、控制难度低、功率密度高的24相单绕组磁悬浮开关磁阻电机，技术方案是：一种24相单绕组磁悬浮开关磁阻电机，包括定子、气隙和转子三部分；所述定子设有24个定子齿，每个定子齿饶有一相绕组，每相绕组独立控制且所有绕组匝数相等，所述绕组按照绕组电流产生的磁场方向为NSSN的规律分布；所述转子包括转矩齿、悬浮力齿与转子轭；所述转矩齿有三个，三个转矩齿在空间上两两相差120^o；所述悬浮力齿有三个，三个悬浮力齿在空间上两两相差120^o；所述转矩齿与悬浮力齿等间隔交叉分布；所述转子轭设有空腔；每个转矩齿沿转子旋转的正方向依次设有前齿、中齿与后齿；所述气隙位于定子与转子之间。

本实用新型的技术方案还有：该电机步距角为7.5^o，所述定子齿极弧系数为0.5；所述前齿极弧等于定子齿极弧；所述中齿极弧等于2倍定子齿极弧；由于后齿极弧小于中齿极弧，在旋转的第二阶段，后齿与定子齿完全对齐时，会导致后齿磁密大于中齿磁密，进而产生反向干扰转矩，且反向干扰转矩随后齿极弧的增大而减小，为降低反向干扰转矩的影响，令后齿极弧等于1.5倍定子齿极弧；所述前齿与中齿之间的极弧等于定子齿极弧；所述中齿与后齿之间的极弧等于定子齿极弧；所述悬浮力齿极弧等于6.5倍定子齿极弧，使通电绕组所在定子齿与悬浮力齿的正对面积保持不变的同时，减小因悬浮力齿中磁密分布不对称所产生的干扰转矩。

本实用新型的技术方案还有：在电机工作的任意时刻，都有12相绕组导通，其中，与转矩齿正对的6相通电绕组用来调节转矩的大小，与悬浮力齿正对的6相通电绕组用来调节悬浮力的大小与方向；用来调节转矩大小的6相绕组的电流大小相等，用来调节悬浮力大小与方向的6相绕组中，相邻两相绕组的电流大小相等。