[发明专利]一种新型模块化磁通切换无轴承电机

说明书

本发明设计了一种新型模块化磁通切换无轴承电机，属于电机结构技术领域。本发明包括定子和转子，定子由外定子悬浮模块，内定子转矩模块和隔磁条构成。所述的外定子悬浮模块采用凸极结构，悬浮绕组绕于凸出齿上，所述的内定子转矩模块通过外定子悬浮模块内表面卡槽与之相连，所述的隔磁条在内外定子之间，所述的转子为凸极结构，12个齿均匀分布在转子表面，其技术要点在于：将定子拆分为内外定子并通过隔磁条分割开来可以减小转矩和悬浮磁场的耦合程度，一方面可以降低由于耦合带来的损耗增加，实现电机的高效，另一方面可以实现电机更加精确地控制，同时卡槽的设计使电机有更强的机械结构。

技术领域

本发明涉及电机结构技术领域，特别涉及模块化无轴承电机。

背景技术

随着技术的高速发展，高速电机由于其具有功率密度高，体积小，效率高，可靠性强，运行成本低等有点，因此受到了广泛的关注。

同时由于其较高的转速，对电机的轴承的要求也越来越苛刻，普通滚珠轴承电机无法满足长期高速的运行的要求，所以无轴承的高速电机备受青睐，无轴承电机具有无机械损耗，无需润滑，密封系统好等优点，转子悬浮实现一种方式是在电机两端增加磁悬浮轴承将转子悬浮起来，但是会使电机的体积增大数倍，另外一种方式是在电机转矩绕组位置同时增加一套悬浮绕组，电机体积可以减小，但是二者磁场会高度耦合，悬浮力同时会受到转矩力的影响，因此解耦成为最为关注的问题，也会使悬浮力的控制较为困难。

同时由于需求量大增，对电机的装配以及日常维修的便捷性也提出了较高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型模块化磁通切换无轴承电机，实现既可以简单控制悬浮力，又可以高效，同时电机体积不会增大数倍，机械结构强度高，装配维修简单等目的。

为达到上述目的而提供的方案是：一种新型模块化磁通切换无轴承电机定转子结构，主要包括1、外定子悬浮模块，2、隔磁条，3、内定子转矩模块，4、转矩绕组，5、悬浮绕组，6、转子。所述的外定子悬浮模块为凸极结构，悬浮绕组缠绕在外定子内表面凸出的齿上，形成NSNS排布磁场，所述的内定子转矩模块通过外定子内表面的卡槽与之连接，所述的隔磁条在内外定子之间，所述的转子为凸极结构，12个齿均匀分布在转子表面。

上述技术方案中，所述的外定子悬浮模块为凸极结构，悬浮绕组缠绕在外定子内表面凸出的齿上，形成NSNS排布磁场，提供转子的悬浮力，悬浮电流采用直流激励，并且单独控制，通过分别控制悬浮电流的幅值改变悬浮磁场对称分布，产生特定方向的麦克斯韦张量力，从而控制悬浮力的大小和方向。

上述技术方案中，所述的内定子转矩模块通过外定子内表面的卡槽与之连接，每一个内定子外表面有两个凸出的梯形，通过隔磁条，卡在外定子内表面的卡槽里面，加强了电机定子的机械结构强度。同时缠绕的转矩绕组通过三相交流电流，产生旋转的磁场拖动转子的旋转。

上述技术方案中，所述的隔磁条在内外定子之间，通过1mm厚的隔磁条将内外定子的磁场隔离开来，降低了转矩磁场和悬浮磁场的耦合程度，减小了转矩磁场和悬浮磁场相互之间的影响，一方面可以降低电机的损耗，提高电机的工作效率，另一方面得益于两磁场低耦合度，使得对电机的控制更加的准确。

上述技术方案中，所述的转子为凸极结构，12个齿均匀分布在转子表面，当电机正常运行时，8个齿对应电机的转矩绕组，提供旋转的力，其余的4个齿对应电机的悬浮绕组，提供悬浮的力，使得电机转子可以既可以保持稳定悬浮又可以保持稳定的旋转。

通过上述实验方案，模块化磁通切换无轴承电机可以实现精确的控制，稳定的运行，同时电机的效率及机械结构强度也更高。

附图说明

附图1是本使用的一种模块化磁通切换无轴承电机结构图。

附图2是本使用的一种模块化磁通切换无轴承电机悬浮绕组作用时磁力线分布情况。