[发明专利]磁悬浮感应电机电动车驱动系统

摘要

磁悬浮感应电机电动车驱动系统，包括壳体、电机转子、电机定子、电机轴、端盖、辅助轴承、磁钢、外绕组和检测控制系统。电机转子与壳体紧配连接，磁钢安装在电机转子左右两侧端面上，在壳体内侧安装有外绕组，在外绕组内侧于壳体上沿圆周方向安装有轴向位置传感器，电机定子固定在电机轴上，在电机定子外侧沿圆周方向安装有径向位置传感器和转速传感器。本发明通过磁悬浮技术实现了转子与定子之间无接触，无摩擦，无磨损支承车身，直接通过电磁转矩驱动车轮旋转，缩短传动链，提高驱动效率，显著地降低了能耗，改善了电动自行车的动力性能，响应速度快。

主权项

一种磁悬浮感应电机电动车驱动系统，包括壳体(1)、电机轴(8)以及置于壳体内的电机转子(4)和电机定子(3)，其特征是，所述电机轴穿过电机定子的中心，两者相互固定连接，所述电机转子置于电机定子外圈，两者同心并保持有间隙，且电机转子与壳体内侧紧配连接；所述壳体内设有检测控制系统，该检测控制系统包括悬浮控制器、解耦控制器、2φ/3φ变换电路、整流稳压电路、逆变器、轴向位移传感器、径向位移传感器和转速传感器、信号处理电路，以控制电机转子径向和轴向的移动以及悬浮和转动状态；所述电机转子左、右两侧端面对称固定有左、右磁钢(6)，所述壳体内侧的左、右两端对称安装有左、右外绕组(7)，壳体内侧左、右两端还分别设有轴向位移传感器(9)，轴向位移传感器分别沿圆周方向置于左、右外绕组的内侧，所述电机定子左、右两端面分别沿圆周方向安装有径向位移传感器和转速传感器(10)；所述电机定子是凸极结构，其沿圆周方向等间距分布定子凸极，在定子两侧端面上也分别呈沿圆周分布定子凸极，即是径向圆周方向分布定子凸极；所述电机转子采用笼型转子，包括转子铁芯，转子铁芯由硅钢片叠成，在转子铁芯叠片内圆周冲有嵌放转子绕组的槽，槽内嵌有绝缘导线组成的三相对称绕组；在定子凸极上装有三相绕组，三相绕组经调压电路供电，以一定时序通入电流，电机定子和电机转子之间产生一定的径向悬浮力和沿圆周方向的电磁转矩，使得电机转子沿圆周方向旋转，电机定子悬浮在中心位置；同时左、右外绕组通电，作用在对应的磁钢上，产生轴向的悬浮力，使得电机转子在轴向也固定在中心位置，即使得电机转子在径向和轴向都位于中心位置，同时转子旋转，带动车轮转动；当检测到定子在径向上产生偏移时，从径向位移传感器得到检测信号，发送给检测控制系统，检测控制系统会相应的改变绕组电流，使得两套绕组电流一个变大一个变小，从而使得两侧的磁通密度不等，磁拉力变大或变小，电机定子受力回到平衡位置；检测控制系统根据转子在某一方向的偏离平衡位置的差动信号，适时调节该方向上定子绕组或外绕组的转矩电流指令信号，差动调节提供给定子绕组的驱动电流，使产生的磁悬浮合力将转子稳定悬浮在该方向的平衡状态；为了使电机转子在轴向方向上稳定悬浮，在轴向上的悬浮力是通过转子轴向两侧的磁钢和外绕组作用产生轴向上的悬浮力；外绕组产生电磁悬浮力，当两侧磁密度不等时，吸力不等，转子在轴向上会往磁密大的一侧偏移，通过轴向传感器检测到偏移量，反馈给控制系统，调节输入电流的大小，使得两侧磁密相等，定子受到轴向方向上大小相等的力，保持在轴向中心位置处，不发生偏移；这样通过控制外绕组的电流大小和方向来实现转子的在轴向上的稳定悬浮。