[发明专利]永磁同步磁悬浮电机

说明书

本发明公开一种永磁同步磁悬浮电机，该永磁同步磁悬浮电机包括转子、定子和传感器，其中转子包括第一永磁环、第二永磁环及转子铁芯，转子可旋转地设置于定子内，定子包括多个线圈绕组，每一所述线圈绕组包括定子铁芯、永磁限位组件，定子铁芯上沿其延伸方向排列绕制有悬浮线圈和驱动线圈，永磁限位组件分别与第一永磁环和第二永磁环形成封闭磁场，以限制转子相对定子的轴向偏移。本发明技术方实现了永磁同步磁悬浮电机的结构紧凑和轻量化。

技术领域

本发明涉及电机领域，特别涉及一种永磁同步磁悬浮电机。

背景技术

传统电机是由定子和转子组成，定子与转子之间通过机械轴承连接或者存在机械接触，因此转子运动过程中存在机械摩擦，机械摩擦不仅增加动子的摩擦阻力，使运动部件磨损，产生机械振动和噪音，而且会造成部件发热，使润滑剂性能变差，严重的会使电机气隙不均匀，绕组发热，温升增大，从而降低电机效能，缩短电机使用寿命。磁悬浮电机是利用定子和转子励磁磁场之间的“同性相斥、异性相吸”原理使转子悬浮起来，同时产生推动力驱动转子在悬浮状态下运动。因此，定子与转子之间不存在任何机械接触，可以产生较高的加速度和减速度，机械磨损小，机械与电机保护容易，维修、检修和更换方便，适用于恶劣环境、极其洁净无污染和特殊需要的领域。

现有的磁悬浮电机大多结构相对复杂，无法实现结构紧凑和轻量化，进而限制了磁悬浮电机的进一步应用空间。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种永磁同步磁悬浮电机，通过改良优化电机构造，从而实现磁悬浮电机的结构紧凑和轻量化。

为实现上述目的，本发明提出的永磁同步磁悬浮电机，包括：

转子，包括第一永磁环、第二永磁环及转子铁芯，所述转子铁芯具有沿径向朝外延伸有多个凸极，多个所述凸极沿所述转子铁芯的周向分布，所述第一永磁环和所述第二永磁环分别设于所述转子铁芯的两端，且所述第一永磁环和所述第二永磁环均为轴向充磁，且充磁方向相反；

定子，所述转子可旋转地设置于所述定子内，所述定子包括：

多个线圈绕组，沿所述转子的周向呈间隔分布，每一所述线圈绕组包括：

定子铁芯，所述定子铁芯沿轴向延伸，且所述定子铁芯上沿其延伸方向排列绕制有悬浮线圈和驱动线圈，所述悬浮线圈用以将所述转子悬浮于所述定子内，所述驱动线圈用以驱动所述转子悬浮；

永磁限位组件，固设于所述定子铁芯上，所述转子可旋转地设置于所述永磁限位组件内，所述永磁限位组件分别与所述第一永磁环和所述第二永磁环形成封闭磁场，以限制所述转子相对所述定子的轴向偏移；以及

传感器，与所述悬浮线圈相连接，用以控制所述转子相对所述定子的径向悬浮间隙。

优选地，所述永磁限位组件包括均为轴向充磁的第三永磁环和第四永磁环，所述第三永磁环和所述第四永磁环沿轴向呈间隔设置，且所述转子位于所述第三永磁环和所述第四永磁环的内部；所述第一永磁环对应所述第三永磁环设置，且两者的充磁方向相反，以形成封闭磁场；所述第二永磁环对应所述第四永磁环设置，且两者的充磁方向相反，以形成封闭磁场；

所述凸极位于所述第三永磁环和所述第四永磁环之间。

优选地，所述定子铁芯包括铁芯杆部和引磁部，所述铁芯杆部呈轴向延伸设置，所述悬浮线圈和所述驱动线圈绕制于所述铁芯杆部，所述引磁部自所述铁芯杆部的一端沿所述定子的径向朝内侧延伸；

所述引磁部位于所述第三永磁环和所述第四永磁环之间，且所述引磁部与所述凸极呈相对的间隔设置。

优选地，所述悬浮线圈位于所述驱动线圈靠近所述引磁部的一侧。

优选地，所述悬浮线圈与所述引磁部呈间隔设置。