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一种永磁体轴向磁化的三自由度异步型无轴承电机
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本发明公开了一种永磁体轴向磁化的三自由度异步型无轴承电机,包括定子和转子,所述转子由转轴和转子铁心组成,所述转子铁心上均匀布置有偶数个转子导条;所述定子包括间隔设置于转子铁心径向外侧的定子铁心,以及对称设置于定子铁心两侧的两个轴向控制铁心,所述定子铁心上绕制有分别位于内层和外层的电机转矩绕组、径向悬浮绕组;所述两个轴向控制铁心的外沿与定子铁心之间分别连接有永磁体,内壁内沿分别同心设置有两道吸力圆盘,所述两道吸力圆盘之间同心设置有控制圆盘,所述两道吸力圆盘上各自绕制有轴向悬浮绕组。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑,轴向悬浮力、径向悬浮力和转矩无耦合,且左、右侧轴向气隙偏置磁动势始终相等的永磁体轴向磁化的三自由度异步型无轴承电机。

本发明通过以下技术方案实现:

一种永磁体轴向磁化的三自由度异步型无轴承电机,包括定子和转子,所述转子由转轴和转子铁心组成,所述转子铁心上均匀布置有偶数个转子导条;所述定子包括间隔设置于转子铁心径向外侧的定子铁心,以及对称设置于定子铁心两侧的两个轴向控制铁心,所述定子铁心上绕制有分别位于内层和外层的电机转矩绕组、径向悬浮绕组;所述两个轴向控制铁心的外沿与定子铁心之间分别连接有永磁体,内壁内沿分别同心设置有两道吸力圆盘,所述两道吸力圆盘之间同心设置有控制圆盘,所述两道吸力圆盘上各自绕制有轴向悬浮绕组。

本发明的进一步方案是,所述转子导条采用分相结构,每相之间相互绝缘,所述转子导条的极对数与电机转矩绕组的极对数相同,与径向悬浮绕组的极对数不同。

本发明的进一步方案是,所述控制圆盘与转子铁心之间的气隙长度大于吸力圆盘与转子铁心之间的气隙长度。

本发明的进一步方案是,所述永磁体由稀土永磁材料或铁氧永磁材料制成。

本发明与现有技术相比的优点在于:

一、实现了两自由度异步型无轴承电机和轴向磁轴承的集成化,是一种结构新颖、世界首创的一种三自由度异步型无轴承电机,是由是由两个轴向磁化的永磁体分别提供轴向和径向偏置磁通,轴向悬浮绕组通电产生轴向悬浮磁通,电机悬浮绕组通电产生径向悬浮磁通,径向和轴向悬浮磁通分别调节偏置磁通,使转子铁心轴向和径向气隙一侧的磁场增强,而相反方向磁场减弱,产生指向磁场增强方向的悬浮力,根据现有技术,建立轴向和径向位移闭环控制系统,实现转子轴向和径向三自由度稳定悬浮;由于转子导条采用分相结构,转子导条数为偶数,且转子导条极对数与转矩绕组磁场极对数相同,而与悬浮绕组极对数不同,因此转子导条旋转切割悬浮绕组磁场、转矩绕组磁场和定子永磁体磁场时,只产生一个与转矩绕组磁场极对数相同的转子感应磁场,而转矩是由电机转矩绕组磁场和转子感应磁场相互作用产生,且转矩绕组磁场极对数和悬浮绕组磁场极对数之间满足≠关系,转矩和悬浮力无耦合,控制简单,易于实现;且采用两块轴向磁化的永磁体提供三自由度偏置磁通,不论转子产生多大的轴向偏移量,都能够保证左右两侧轴向气隙的磁动势始终相等,有效解决了轴向启动困难的问题;


商品类型 专利 申请号 CN201810702172.1 所属行业 暂缺
专利类型 发明 法律状态 审中 IPC分类号 H02/K1716 H02/K117 H02/K102H02/K1121
交易方式 其他 专利状态 申请中 授权号
高新技术领域分类 先进制造与自动化 信息有效期至 长久有效 授权日
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