[发明专利]一种锥形磁悬浮开关磁阻电机系统及其控制方法有效

专利信息
申请号: 201710231300.4 申请日: 2017-04-11
公开(公告)号: CN107124082B 公开(公告)日: 2019-04-05
发明(设计)人: 刘泽远;蔡骏;赵春文 申请(专利权)人: 南京埃克锐特机电科技有限公司
主分类号: H02K29/00 分类号: H02K29/00;H02K1/14;H02K1/24;H02K7/09;H02N15/00;H02P25/08;H02P25/092;H02P27/08
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 朱小兵
地址: 210044 江苏省南京市六*** 国省代码: 江苏;32
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摘要: 发明公布了一种锥形磁悬浮开关磁阻电机系统及其控制方法,所述系统由一个开关磁阻电机和两个锥形磁轴承构成,两个锥形磁轴承布置在开关磁阻电机两侧;每个锥形定子上绕有偏置、径向和轴向悬浮绕组,所有偏置绕组串联构成一套偏置绕组,串联到电枢绕组新型不对称半桥功率变换器的直流母线中;每个磁轴承的轴向悬浮绕组串联,构成两轴向悬浮绕组,独立控制,除产生轴向力外,还产生一定的偏置磁通;旋转控制方式与传统开关磁阻电机相同;悬浮力仅与偏置电流和六个悬浮电流有关,控制中简化到五个;偏置电流始终为三相电枢电流之和,且不控制,转矩与悬浮力间解耦控制。本发明集成度高,电枢电流利用率高,结构简单,控制简单,高速适应性强。
搜索关键词: 一种 锥形 磁悬浮 开关 磁阻 电机 系统 及其 控制 方法
【主权项】:
1.一种锥形磁悬浮开关磁阻电机系统,包括锥形磁轴承Ⅰ、开关磁阻电机和锥形磁轴承Ⅱ;所述锥形磁轴承Ⅰ和锥形磁轴承Ⅱ分别布置于开关磁阻电机的两侧;所述锥形磁轴承Ⅰ由锥形定子Ⅰ、锥形转子Ⅰ、偏置线圈Ⅰ、径向悬浮线圈Ⅰ和轴向悬浮线圈Ⅰ构成;所述锥形磁轴承Ⅱ由锥形定子Ⅱ、锥形转子Ⅱ、偏置线圈Ⅱ、径向悬浮线圈Ⅱ和轴向悬浮线圈Ⅱ构成;所述开关磁阻电机由磁阻电机定子、磁阻电机转子和磁阻电机线圈构成;所述锥形转子Ⅰ布置在锥形定子Ⅰ内,磁阻电机转子布置在磁阻电机定子内,锥形转子Ⅱ布置在锥形定子Ⅱ内;所述锥形转子Ⅰ、磁阻电机转子和锥形转子Ⅱ套在转轴上;所述锥形定子Ⅰ、磁阻电机定子和锥形定子Ⅱ串联布置,且之间均存在间隙;所述磁阻电机定子和磁阻电机转子均为凸极结构,磁阻电机定子和磁阻电机转子的齿数有12/8或6/4或8/6三种组合形式;其中磁阻电机定子和磁阻电机转子的齿数组合为12/8或6/4时,开关磁阻电机的相数m为3,磁阻电机定子和磁阻电机转子的齿数组合为8/6时,开关磁阻电机的相数m为4;所述磁阻电机定子和磁阻电机转子的齿数采用12/8组合,即所述磁阻电机定子齿数为12、磁阻电机转子齿数为8、电机相数m为3时,每4个相隔90°的磁阻电机定子齿上的磁阻电机线圈,采用串联、或并列、或串并结合的连接方式,连接在一起,构成1个电枢绕组,共形成3个电枢绕组;或所述磁阻电机定子和磁阻电机转子的齿数采用6/4组合,即所述磁阻电机定子齿数为6、磁阻电机转子齿数为4、电机相数m为3时,每2个相隔180°的磁阻电机定子齿上的磁阻电机线圈,采用串联、或并列的连接方式,连接在一起,构成1个电枢绕组,共形成3个电枢绕组;或所述磁阻电机定子和磁阻电机转子的齿数采用8/6组合,即所述磁阻电机定子齿数为8、磁阻电机转子齿数为6、电机相数m为4时,每2个相隔180°的磁阻电机定子齿上的磁阻电机线圈,采用串联、或并列的连接方式,连接在一起,构成1个电枢绕组,共形成4个电枢绕组;所述锥形定子Ⅰ和锥形定子Ⅱ均为锥形凸极结构,二者的定子齿数为4,所述锥形转子Ⅰ和锥形转子Ⅱ均为锥形圆柱结构;锥形定子Ⅰ、锥形定子Ⅱ、锥形转子Ⅰ和锥形转子Ⅱ的锥形角相等;锥形定子Ⅰ和锥形转子Ⅰ的锥形角开口方向相同,锥形定子Ⅱ和锥形转子Ⅱ的锥形角开口方向相同;锥形定子Ⅰ和锥形转子Ⅰ的锥形角开口方向与锥形定子Ⅱ和锥形转子Ⅱ的锥形角开口方向相反;其特征在于,所述锥形定子Ⅰ的每个定子齿上绕有1个偏置线圈Ⅰ、1个轴向悬浮线圈Ⅰ和1个径向悬浮线圈Ⅰ,共4个偏置线圈Ⅰ、4个轴向悬浮线圈Ⅰ和4径向悬浮线圈Ⅰ;所述锥形定子Ⅱ的每个定子齿上绕有1个偏置线圈Ⅱ、1个轴向悬浮线圈Ⅱ和1个径向悬浮线圈Ⅱ,共4个偏置线圈Ⅱ、4个轴向悬浮线圈Ⅱ和4径向悬浮线圈Ⅱ;所述锥形定子Ⅰ的径向悬浮线圈Ⅰ连接方式为:在水平方向相隔180°的2个径向悬浮线圈Ⅰ串联,构成1个水平方向径向悬浮绕组Ⅰ;在竖直方向相隔180°的2个径向悬浮线圈Ⅰ串联,构成1个竖直方向径向悬浮绕组Ⅰ;所述锥形定子Ⅱ的径向悬浮线圈Ⅱ连接方式为:在水平方向相隔180°的2个径向悬浮线圈Ⅱ串联,构成1个水平方向径向悬浮绕组Ⅱ;在竖直方向相隔180°的2个径向悬浮线圈Ⅱ串联,构成1个竖直方向径向悬浮绕组Ⅱ;所述锥形定子Ⅰ的4个轴向悬浮线圈Ⅰ串联,构成1个轴向悬浮绕组Ⅰ;所述锥形定子Ⅱ的4个轴向悬浮线圈Ⅱ串联,构成1个轴向悬浮绕组Ⅱ;所述锥形定子Ⅰ的4个偏置线圈Ⅰ串联,构成1个偏置线圈串Ⅰ,所述锥形定子Ⅱ的4个偏置线圈Ⅱ串联,构成1个偏置线圈串Ⅱ;所述1个偏置线圈串Ⅰ和1个偏置线圈串Ⅱ串联,构成1个偏置绕组。
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