一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)，由電機(jī)定子、磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子、磁軸承定子、磁軸承轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)矩繞組、懸浮力繞組和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成；磁阻電機(jī)定子和磁軸承定子均是12極結(jié)構(gòu)，二者軸向串行放置，且之間存有間隙；磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子為8極結(jié)構(gòu)，磁軸承轉(zhuǎn)子為圓柱結(jié)構(gòu)，二者套在轉(zhuǎn)軸上，且之間存在與磁軸承定子和磁阻電機(jī)定子間距離相等的間隙；轉(zhuǎn)矩繞組和懸浮力繞組均為12個，每個轉(zhuǎn)矩繞組纏繞在處于同一周向位置的磁阻電機(jī)定子齒和磁軸承定子齒之上，每個懸浮力繞組纏繞在磁軸承定子齒上。本發(fā)明在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩和懸浮力的解耦，且徑向承載力大；削除了運動電動勢對懸浮電流斬波控制的影響，電流實時控制效果好，高速適應(yīng)性強(qiáng)。
【專利說明】一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)是20世紀(jì)末發(fā)展起來的一種新型磁懸浮電機(jī)。雙繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)是將產(chǎn)生懸浮力的懸浮繞組和原來開關(guān)磁阻電機(jī)的繞組一起疊繞在電機(jī)的定子上，通過控制兩套繞組電流使其同時具有旋轉(zhuǎn)和自懸浮能力，從而實現(xiàn)電機(jī)的超高速運行。而單繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)則是通過控制一套繞組電流使其同時具有旋轉(zhuǎn)和自懸浮能力。
[0003]無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)是一個非常復(fù)雜、非線性極強(qiáng)的系統(tǒng)，轉(zhuǎn)矩和懸浮力之間存在著強(qiáng)耦合，且很難在控制策略和數(shù)學(xué)模型中實現(xiàn)二者的完全解耦，這是無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)懸浮和運行性能難以提高的主要因素之一。另外，因懸浮力控制所需，必須對繞組電流進(jìn)行斬波控制，而高速運行時，運動電動勢和感應(yīng)電動勢的雙重作用導(dǎo)致無法對電流進(jìn)行跟蹤斬波控制，即會出現(xiàn)斬不住的現(xiàn)象，這大大影響了無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)高速性能的發(fā)揮。
[0004]為解決無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)的上述兩個缺點，國內(nèi)外學(xué)者做了大量的工作，通過改變定子結(jié)構(gòu)提出了 8/10和12/14結(jié)構(gòu)的混合定子齒單繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)，其特點在于懸浮力和轉(zhuǎn)矩分別由懸浮繞組和轉(zhuǎn)矩繞組單獨產(chǎn)生，電機(jī)為兩相工作制，電機(jī)的功率密度較低；通過改變懸浮繞組的連接方式提出了串勵式雙繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)，它將同一方向上的三相懸浮繞組串聯(lián)為一套繞組，這樣懸浮繞組磁導(dǎo)在一個轉(zhuǎn)子周期恒定不變，懸浮電流不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩和懸浮力結(jié)構(gòu)上的解耦，但懸浮繞組漆包線需求量大，費銅，且繞組利用低；通過增大轉(zhuǎn)子極弧和改變定、轉(zhuǎn)子極數(shù)組合提出了 12/4、12/8及16/4極結(jié)構(gòu)的無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)，然而轉(zhuǎn)子極弧的增加，壓縮了轉(zhuǎn)矩輸出寬度，功率密度較低；通過軸向增加一個徑向磁軸承，提出了一種復(fù)合結(jié)構(gòu)單繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)，然而懸浮運行時需要對每個繞組獨立控制，所需功率器件較大，且一相懸浮勵磁結(jié)束后，由于不對稱電流的存在仍將產(chǎn)生懸浮力，不利于該相轉(zhuǎn)矩輸出和另一相的懸浮控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)。所述電機(jī)是一種懸浮力和轉(zhuǎn)矩解耦、高速適應(yīng)性強(qiáng)且徑向承載力大的新型磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)，包括電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)繞組和轉(zhuǎn)軸；所述電機(jī)定子由磁阻電機(jī)定子和磁軸承定子構(gòu)成，二者均為凸極結(jié)構(gòu)，齒數(shù)均為12 ；所述磁阻電機(jī)定子與磁軸承定子齒對齊，并沿轉(zhuǎn)軸軸向間隔一定距離；
所述電機(jī)轉(zhuǎn)子由磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子和磁軸承轉(zhuǎn)子構(gòu)成，所述磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子為凸極結(jié)構(gòu)，齒數(shù)為8，所述磁軸承轉(zhuǎn)子為圓柱結(jié)構(gòu)；所述磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子布置在磁阻電機(jī)定子內(nèi)，而磁軸承轉(zhuǎn)子布置在磁軸承定子內(nèi)；磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子和磁軸承轉(zhuǎn)子均套在所述轉(zhuǎn)軸上，且二者間距與所述磁軸承定子和磁阻電機(jī)定子間的間距相等；
所述電機(jī)繞組，包括轉(zhuǎn)矩繞組和懸浮力繞組；所述轉(zhuǎn)矩繞組共有12個，每個轉(zhuǎn)矩繞組纏繞在同一周向位置的磁阻電機(jī)定子齒和磁軸承定子齒上；所述懸浮力繞組共有12個，每個懸浮力繞組纏繞在磁軸承定子齒上；所述懸浮力繞組的端部長度小于磁阻電機(jī)定子與磁軸承定子的間距；
所述混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)為三相制電機(jī)，每相繞組由一套轉(zhuǎn)矩繞組和兩套懸浮力繞組構(gòu)成；一套轉(zhuǎn)矩繞組由4個空間上相隔90°的轉(zhuǎn)矩繞組正向串聯(lián)而成，4個轉(zhuǎn)矩繞組產(chǎn)生的磁通呈NSNS交替 分布；兩套懸浮力繞組由與上述4個轉(zhuǎn)矩繞組纏繞的4個磁軸承定子齒上的4個懸浮力繞組構(gòu)成，其中，兩對相隔180°的軸承定子齒上的懸浮力繞組反向串聯(lián)為一套懸浮繞組，另外兩個相隔180°的懸浮力繞組反向串聯(lián)為另一套懸浮繞組；兩套懸浮力繞組產(chǎn)生的磁通呈NNSS分布。
[0007]所述凸極結(jié)構(gòu)的磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，圓柱結(jié)構(gòu)的懸浮力轉(zhuǎn)子用于產(chǎn)生懸浮力。
[0008]本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提出了一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，具有如下技術(shù)效果：
(1)懸浮力和轉(zhuǎn)矩解耦，高速懸浮性能好；
(2)懸浮控制類似徑向磁軸承，控制方便；
(3)削除了運動電動勢的對繞組電流斬波控制的影響，電流實時控制效果好；
(4)徑向懸浮力大,高速適應(yīng)性強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖I是本發(fā)明一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明磁軸承A相繞組結(jié)構(gòu)和懸浮力產(chǎn)生機(jī)理示意圖。
[0011]圖3為本發(fā)明磁阻電機(jī)A相轉(zhuǎn)矩繞組結(jié)構(gòu)及磁通分布示意圖。
[0012]圖4為本發(fā)明A相轉(zhuǎn)矩繞組電感、轉(zhuǎn)矩繞組電流和懸浮力繞組電流的示意圖。
[0013]圖5為本發(fā)明A相懸浮力繞組電感和懸浮力有限元仿真結(jié)果。
[0014]圖6為本發(fā)明A相轉(zhuǎn)矩繞組產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩有限元仿真結(jié)果。
[0015]附圖標(biāo)記說明：圖I至圖6中，I是磁阻電機(jī)定子鐵心，2是磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，3是磁軸承定子鐵心，4是磁軸承轉(zhuǎn)子，5是轉(zhuǎn)矩繞組，6是懸浮力繞組，7是轉(zhuǎn)軸，8、9分別表示第一氣隙和第二氣隙，10是A相轉(zhuǎn)矩繞組Nma, 11和12分別為A相α、β方向的懸浮力繞組NsajPNsa2，13是轉(zhuǎn)矩繞組電流產(chǎn)生的四極磁通，14為β方向懸浮力繞組電流產(chǎn)生的兩極磁通，15、16分別為轉(zhuǎn)矩繞組的流入電流i?+和流出電流ima_，17、18分別為α方向懸浮力繞組的流入電流iS3l+和流出電流isal_，19,20分別為β方向懸浮力繞組的流入電流U和流出電流iS32_，21、22分別為直角坐標(biāo)系的兩個方向α和β，23為產(chǎn)生的α正方向懸浮力Ai7，24為A相轉(zhuǎn)矩繞組Nma的電感有限元仿真值，25為A相轉(zhuǎn)矩繞組的電流示意圖，26為A相α正方向懸浮繞組Nsal的電流示意圖，27為A相β正方向懸浮繞組Nsa2的電流示意圖，28是A相懸浮力繞組的電感有限元仿真值，29為A相繞組共同作用產(chǎn)生的懸浮力有限元仿真值，30為A相轉(zhuǎn)矩繞組產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩有限元仿真值，I、II、III表示三個勵磁區(qū)間。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明：
如圖I所示，本發(fā)明的一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，I是磁阻電機(jī)定子鐵心、2是磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心、3是磁軸承定子鐵心、4是磁軸承轉(zhuǎn)子鐵心、5是轉(zhuǎn)矩繞組、6是懸浮力繞組、7是轉(zhuǎn)軸。
[0017]所述電機(jī)定子由磁阻電機(jī)定子和磁軸承定子構(gòu)成，二者均為凸極結(jié)構(gòu)，齒數(shù)均為12;所述磁阻電機(jī)定子與磁軸承定子處于齒與齒對齊狀態(tài)，且二者軸向相隔一定距離，該間距大于懸浮力繞組的端部長度；
所述電機(jī)轉(zhuǎn)子由磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子和磁軸承轉(zhuǎn)子構(gòu)成，所述磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子為凸極結(jié)構(gòu)，齒數(shù)為8，所述磁軸承轉(zhuǎn)子為圓柱結(jié)構(gòu)；所述磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子布置在磁阻電機(jī)定子內(nèi)，而磁軸承轉(zhuǎn)子布置在磁軸承定子內(nèi)；兩者共同套在所述轉(zhuǎn)軸上，且二者中間留有一定間距，該間距與所述磁軸承定子和磁阻電機(jī)定子間的間距相等；
所述電機(jī)繞組，包括轉(zhuǎn)矩繞組和懸浮力繞組兩類繞組；所述轉(zhuǎn)矩繞組共有12個，每個轉(zhuǎn)矩繞組橫跨處于同一周向位置的磁阻電機(jī)定子齒和磁軸承定子齒，并纏繞在二者之上；所述懸浮力繞組共有12個，每個懸浮力繞組纏繞在磁軸承定子齒上；
所述電機(jī)為三相制電機(jī)，每相繞組由一套轉(zhuǎn)矩繞組和兩套懸浮力繞組構(gòu)成，其中，一套轉(zhuǎn)矩繞組由4個空 間上相隔90°的轉(zhuǎn)矩繞組正向串聯(lián)而成，4個轉(zhuǎn)矩繞組產(chǎn)生的磁通呈NSNS交替分布；兩套懸浮力繞組由與上述4個轉(zhuǎn)矩繞組纏繞的4個磁軸承定子齒上的4個懸浮力繞組構(gòu)成，連接方式為：兩對相隔180°的軸承定子齒上的懸浮力繞組反向串聯(lián)為一套懸浮繞組，另外兩個相隔180°的懸浮力繞組反向串聯(lián)為另一套懸浮繞組；兩套懸浮力繞組產(chǎn)生的磁通呈NNSS分布。
[0018]所述電機(jī)中的凸極結(jié)構(gòu)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，圓柱結(jié)構(gòu)的懸浮力轉(zhuǎn)子用于產(chǎn)生懸浮力。
[0019]圖2為本發(fā)明一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)中的磁軸承A相繞組結(jié)構(gòu)和懸浮力產(chǎn)生機(jī)理示意圖。A相轉(zhuǎn)矩繞組由分布在4個相對齒的線圈串聯(lián)而成，彼此在空間上相隔90°，A相轉(zhuǎn)矩繞組電流產(chǎn)生的四極對稱磁通，呈NSNS分布；A相α、β方向懸浮力繞組由磁軸承定子兩個相對齒上的繞組反向串聯(lián)而成，產(chǎn)生兩極對稱磁通，呈NS分布；B、C相的繞組與A相繞組結(jié)構(gòu)相同，僅在位置上與A相相差30°和-30°。
[0020]當(dāng)A相轉(zhuǎn)矩繞組Nma和α方向懸浮力繞組Nsal導(dǎo)通時，兩者產(chǎn)生的磁通在第一氣隙處方向相同，磁通增強(qiáng)，而在第二氣隙處方向相反，磁通減弱，導(dǎo)致第一氣隙處的磁通大于第二氣隙處的磁通，進(jìn)而產(chǎn)生一個α正方向的懸浮力Ai7 ;當(dāng)改變α方向懸浮力繞組Nsal電流iS3l的方向，將產(chǎn)生一個α負(fù)方向的懸浮力。同理，懸浮力繞組Nsa2導(dǎo)通時也可產(chǎn)生一個β方向懸浮力，合理控制轉(zhuǎn)矩繞組Nma、懸浮力繞組Nsal和懸浮力繞組Nsa2的電流i?、iS3l和isa2即可產(chǎn)生任意大小和方向的懸浮力。
[0021]圖3為本發(fā)明一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)中的磁阻電機(jī)A相轉(zhuǎn)矩繞組結(jié)構(gòu)及磁通分布示意圖。當(dāng)A相轉(zhuǎn)矩繞組Nma導(dǎo)通時，產(chǎn)生的四極對稱磁通作為磁軸承的偏置磁場；由于氣隙內(nèi)磁通分布對稱，因此磁阻電機(jī)不產(chǎn)生懸浮力，僅產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。[0022]圖4為本發(fā)明一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)的A相轉(zhuǎn)矩繞組電感、轉(zhuǎn)矩繞組電流和懸浮力繞組電流的示意圖。定義定子齒與轉(zhuǎn)子槽對齊位置為零度位置，即為不對齊位置。對三相12/8極無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)而言，一個轉(zhuǎn)子周期角為45°，則每相繞組產(chǎn)生懸浮力的區(qū)間為15°，這樣才能保證電機(jī)的穩(wěn)定懸浮運行。
[0023]以A相為例，來說明本發(fā)明一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)的運行方式。設(shè)置轉(zhuǎn)子位置角為〃，在〃 e [-7.5° ,7.5° ]內(nèi)，由于繞組自感分布相對平滑，有利于削弱運動電勢對電流斬波控制的影響，從而可采用電流斬波控制方法實現(xiàn)徑向懸浮力的瞬時控制。可設(shè)計電機(jī)運行工作模式如下：
①當(dāng)電動運行時，在[-7.5° ,7.5° ]內(nèi)（11區(qū))，以不同的驅(qū)動信號同時開通A相各繞組的主功率開關(guān)，分別控制A相轉(zhuǎn)矩繞組電流的大小、及α方向懸浮力繞組和β方向懸浮繞組電流大小和方向，產(chǎn)生作用于轉(zhuǎn)子的懸浮力，而此時的轉(zhuǎn)矩則由B相的轉(zhuǎn)矩繞組勵磁產(chǎn)生。在[7.5°，22.5° ]內(nèi)（III區(qū))，A相懸浮勵磁結(jié)束，兩個懸浮力繞組關(guān)斷，轉(zhuǎn)矩繞組則繼續(xù)導(dǎo)通，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，具體的電流控制方法可采用斬波電流控制，PWM控制，以及單脈沖控制，此時懸浮力由C相繞組導(dǎo)通產(chǎn)生。由此可見，在電動運行時的轉(zhuǎn)矩繞組勵磁相序是BA-AC-CB,懸浮力繞組勵磁相序為A-C-B。
[0024]②當(dāng)發(fā)電運行時，可選擇在轉(zhuǎn)角e e [-22.5°，-7.5° ]內(nèi)（I區(qū)）開通A相轉(zhuǎn)矩繞組的主功率開關(guān)，向外輸出電能，此時懸浮力由B相繞組產(chǎn)生。仍在[-7. 5° ,7.5° ]內(nèi)（II區(qū))，同時控制A相轉(zhuǎn)矩繞組和懸浮力繞電流，產(chǎn)生作用于轉(zhuǎn)子的懸浮力，此時C相進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。因此，在發(fā)電運行時的轉(zhuǎn)矩繞組勵磁相序是CA-AB-BC，懸浮力繞組勵磁相序為A-B-C。 [0025]懸浮力控制原理為：A相懸浮勵磁區(qū)間為[-7. 5°，7. 5° ]，α方向懸浮力由轉(zhuǎn)矩繞組電流』?和α方向懸浮力繞組電流iS3l控制，當(dāng)iS3l>0時,產(chǎn)上α正方向懸浮力，反之，產(chǎn)生α負(fù)方向懸浮力；同理，β方向懸浮力由轉(zhuǎn)矩繞組電流4和β方向懸浮力繞組電流isa2控制，當(dāng)isa2>0時，產(chǎn)上β正方向懸浮力，反之，產(chǎn)生β負(fù)方向懸浮力；ct方向和β方向懸浮力可合成任意方向的懸浮力，因此通過合理控制3套繞組電流，可產(chǎn)生任意方向和大小的懸浮力，進(jìn)而實現(xiàn)電機(jī)的自懸浮功能。同理，[-22. 5°，-7. 5° ]和[7.5°，22.5° ]區(qū)間的懸浮力可分別由B相和C相繞組產(chǎn)生，進(jìn)而實現(xiàn)整個轉(zhuǎn)子周期內(nèi)的懸浮運行。
[0026]圖5為本發(fā)明一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)的A相懸浮力繞組電感和懸浮力有限元仿真結(jié)果。仿真時A相轉(zhuǎn)矩繞組Nma和β方向懸浮力繞組Nsa2均施加一恒定電流，分別計算不同轉(zhuǎn)子位置時的電感和懸浮力值。仿真結(jié)果顯示，懸浮力繞組的電感為恒值，故可削除運動電動勢對電流斬波控制的影響。在A相懸浮勵磁區(qū)間[-7.5° ,7.5° ]內(nèi)，產(chǎn)生的懸浮力也為恒值，有利于懸浮控制，且可把轉(zhuǎn)矩繞組和懸浮力繞組電流在[-7.5°，7.5° ]內(nèi)控制為方波形式。
[0027]圖6為本發(fā)明一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)的A相轉(zhuǎn)矩繞組產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩有限元仿真結(jié)果。仿真時僅A相轉(zhuǎn)矩繞組Nma施加一恒定電流值，分別計算不同轉(zhuǎn)子位置產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。仿真結(jié)果顯示，在A相懸浮勵磁區(qū)間[-7.5° ,7.5° ]內(nèi)，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩正反對稱，且數(shù)值很小，該區(qū)間內(nèi)轉(zhuǎn)矩合成值為零，可認(rèn)為該區(qū)間不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。因此，懸浮勵磁區(qū)間僅有懸浮力產(chǎn)生，而無轉(zhuǎn)矩輸出，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩和懸浮力的解耦。
[0028]綜上所述，本發(fā)明分區(qū)域分時單獨產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩和懸浮力，在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩和懸浮力的解耦；懸浮區(qū)間，懸浮力為恒值，可把懸浮區(qū)間內(nèi)的轉(zhuǎn)矩繞組電流和懸浮力繞組電流控制為方波形式，簡化了數(shù)學(xué)模型和控制算法，降低了控制系統(tǒng)的復(fù)雜度；設(shè)計圓柱轉(zhuǎn)子產(chǎn)生懸浮力，徑向承載力大；懸浮區(qū)間，轉(zhuǎn)矩繞組和懸浮力繞組的電感均為恒值，運動電動勢為零，削除了運動電動勢的對繞組電流斬波控制的影響，改善了電流實時控制效果，高速適應(yīng)性強(qiáng)。
[0029]對該【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員而言，根據(jù)以上實施類型可以很容易聯(lián)想其他的優(yōu)點和變形。因此，本發(fā)明并不局限于上述具體實例，其僅僅作為例子對本發(fā)明的一種形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)、示范性的說明。在不背離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)上述具體實例通過各種等同替換所得到的技術(shù)方案，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍及其等同范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于，包括電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)繞組和轉(zhuǎn)軸； 所述電機(jī)定子由磁阻電機(jī)定子和磁軸承定子構(gòu)成，二者均為凸極結(jié)構(gòu)，齒數(shù)均為12 ；所述磁阻電機(jī)定子與磁軸承定子齒對齊，并沿轉(zhuǎn)軸軸向間隔指定的距離； 所述電機(jī)轉(zhuǎn)子由磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子和磁軸承轉(zhuǎn)子構(gòu)成，所述磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子為凸極結(jié)構(gòu)，齒數(shù)為8，所述磁軸承轉(zhuǎn)子為圓柱結(jié)構(gòu)；所述磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子布置在磁阻電機(jī)定子內(nèi)，而磁軸承轉(zhuǎn)子布置在磁軸承定子內(nèi)；磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子和磁軸承轉(zhuǎn)子均套在所述轉(zhuǎn)軸上，且二者間距與磁軸承定子和磁阻電機(jī)定子間的間距相等； 所述電機(jī)繞組，包括轉(zhuǎn)矩繞組和懸浮力繞組；所述轉(zhuǎn)矩繞組共有12個，每個轉(zhuǎn)矩繞組纏繞在同一周向位置的磁阻電機(jī)定子齒和磁軸承定子齒上；所述懸浮力繞組共有12個，每個懸浮力繞組纏繞在磁軸承定子齒上；所述懸浮力繞組的端部長度小于磁阻電機(jī)定子與磁軸承定子的間距； 所述混合電勵磁磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)為三相制電機(jī)，每相繞組由一套轉(zhuǎn)矩繞組和兩套懸浮力繞組構(gòu)成；一套轉(zhuǎn)矩繞組由4個空間上相隔90°的轉(zhuǎn)矩繞組正向串聯(lián)而成，4個轉(zhuǎn)矩繞組產(chǎn)生的磁通呈NSNS交替分布；兩套懸浮力繞組由與上述4個轉(zhuǎn)矩繞組纏繞的4個磁軸承定子齒上的4個懸浮力繞組構(gòu)成，其中，兩對相隔180°的軸承定子齒上的懸浮力繞組反向串聯(lián)為一套懸浮繞組，另外兩個相隔180°的懸浮力繞組反向串聯(lián)為另一套懸浮繞組；兩套懸浮力繞組產(chǎn)生的磁通呈NNSS分布。
【文檔編號】H02K16/00GK104038003SQ201410243395
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】劉澤遠(yuǎn), 楊艷, 曹鑫, 鄧智泉, 王世山 申請人:南京郵電大學(xué)