CN205544844U - 一种双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及磁悬浮开关磁阻电机领域,要解决的问题是克服现有磁悬浮开关磁阻电机,转子齿极少、转子质量轻、径向位置自主调节不可兼得的缺点,提出了一种双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机。该电机,包括左电机定子、右电机定子、电机转子和隔磁环;所述电机转子,径向外侧的左端、中间位置、右端分别设有左电机定子、隔磁环和右电机定子,且4者同轴分布;所述左电机定子包括左电机定子铁芯和左电机定子绕组,且左电机定子绕组绕在左电机定子铁芯上;所述右电机定子包括右电机定子铁芯和右电机定子绕组,且右电机定子绕组绕在右电机定子铁芯上。该电机适用于对转子质量和电机功耗有较高要求的领域,如人工心脏泵等领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磁悬浮开关磁阻电机,特别是涉及一种双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机。
背景技术
磁悬浮开关磁阻电机,因其结构简单、体积小、转速高、无机械摩擦损耗等优点,受到国内外研究学者的广泛关注,常见结构有8/6极磁悬浮开关磁阻电机和12/8极磁悬浮开关磁阻电机。
8/6极磁悬浮开关磁阻电机转子齿极数较少,只能提供单一方向的径向位置调节,自主调节能力差;12/8极磁悬浮开关磁阻电机双绕组结构,能提供径向二自由度的位置调节,自主调节能力强,但转子齿极数多、质量大,且转子齿极数的增多,增强了定转子间的耦合。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是:克服现有磁悬浮开关磁阻电机,转子齿极少、转子质量轻、径向位置自主调节不可兼得的缺点,提出了一种双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机,该电机在提供径向二自由度位置调节功能的前提下,降低了电机转子齿数,并减弱了定转子间耦合效应,适用于对电机转子质量、调节能力和低功耗均有较高要求的领域,如人工心脏泵领域。技术方案是:一种双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机,包括左电机定子、右电机定子、电机转子和隔磁环;所述电机转子,径向外侧的左端、中间位置、右端分别设有左电机定子、隔磁环和右电机定子,且4者同轴分布;所述左电机定子包括左电机定子铁芯和左电机定子绕组,且左电机定子绕组绕在左电机定子铁芯上,所述右电机定子包括右电机定子铁芯和右电机定子绕组,且右电机定子绕组绕在右电机定子铁芯上。
本实用新型的技术方案还有:所述电机转子为4齿结构,左电机定子和右电机定子均为12齿结构,所述左电机定子和右电机定子,大小相等、形状相同,且左电机定子以轴线为旋转轴顺时针或逆时针旋转15度后,可在轴向上与右电机定子对齐。
本实用新型的技术方案还有:所述左电机定子绕组包括左绕组A相、左绕组B相和左绕组C相,所述右电机定子绕组包括右绕组A相、右绕组B相和右绕组C相;所述左电机定子绕组和右电机定子绕组循环间隔导通,导通顺序为左绕组A相-右绕组A相-左绕组B相-右绕组B相-左绕组C相-右绕组C相。
本实用新型的技术方案还有:所述左绕组A相、左绕组B相、左绕组C相、右绕组A相、右绕组B相和右绕组C相,均为双绕组结构,均包括主绕组和悬浮力绕组;所述主绕组通电后,提供电磁转矩,驱动电机转子旋转;所述悬浮力绕组通电后,提供径向二自由度电磁力,调节电机转子径向位置。
本实用新型的技术方案还有:所述隔磁环用隔磁材料制成,位于左电机定子和右电机定子中间位置,防止左电机定子和右电机定子通过气隙直接形成电磁通路。
本实用新型的有益技术效果是:该双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机,在保留传统双绕组12/8极磁悬浮开关磁阻电机径向调节能力的前提下,将电机转子设计成4齿结构,进而在降低电机转子质量的同时,减弱了电机齿极间的耦合现象;该双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机,适用于对电机转子质量和电机低功耗有较高要求的领域,如人工心脏泵等领域。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2是本实用新型一个实施例的结构左视图。
图3是本实用新型一个实施例的左电机定子绕组示意图。
图4是本实用新型一个实施例的右电机定子绕组示意图。
图5是本实用新型一个实施例的正视图。
图中:1为左电机定子、11为左电机定子铁芯、12为左电机定子绕组、2为右电机定子、21为右电机定子铁芯、22为右电机定子绕组、3为电机转子、4为隔磁环。
具体实施方式
本实用新型由左电机定子1、右电机定子2、电机转子3和隔磁环4组成;所述电机转子3,径向外侧的左端、中间位置、右端分别设有左电机定子1、隔磁环4和右电机定子2,且4者同轴分布;所述左电机定子1包括左电机定子铁芯11和左电机定子绕组12,且左电机定子绕组12绕在左电机定子铁芯11上,所述右电机定子2包括右电机定子铁芯21和右电机定子绕组22,且右电机定子绕组22绕在右电机定子铁芯21上。
在图1所示的双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机中,电机转子3为4齿结构,左电机定子1和右电机定子2均为12齿结构,三者构成双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机。本电机结构的左视图如图2所示,即左电机定子1和右电机定子2,大小相等、形状相同,与电机转子3同轴分布,且左电机定子1以轴线为旋转轴顺时针或逆时针旋转15度后,可在轴向上与右电机定子2对齐。
左电机定子绕组12绕组缠绕方式如图3所示,左电机定子绕组12包括左绕组A相、左绕组B相和左绕组C相,均绕在左电机定子铁芯11上;所述左绕组A相、左绕组B相和左绕组C相,均包括主绕组和悬浮力绕组,且主绕组位于悬浮力绕组的径向外侧;主绕组导通后,根据“磁阻最小原理”,在左电机定子1与电机转子3间形成主磁场,产生电磁吸引力,提供电磁转矩,实现电机转子3旋转驱动;悬浮力绕组导通后,在左电机定子1与电机转子3间形成悬浮磁场,该悬浮磁场与主磁场叠加,产生不平衡径向力,进而实现电机转子3径向位置调节。
右电机定子绕组22绕组缠绕方式如图4所示,右电机定子绕组22包括右绕组A相、右绕组B相和右绕组C相,均绕在右电机定子铁芯21上;所述右绕组A相、右绕组B相和右绕组C相,均包括主绕组和悬浮力绕组,且主绕组位于悬浮力绕组的径向外侧;主绕组导通后,根据“磁阻最小原理”,在右电机定子2与电机转子3间形成主磁场,产生电磁吸引力,提供电磁转矩,实现电机转子3旋转驱动;悬浮力绕组导通后,在右电机定子2与电机转子3间形成悬浮磁场,该悬浮磁场与主磁场叠加,产生不平衡径向力,进而实现电机转子3径向位置调节。
双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机导通原理:定义逆时针方向为电机转子3运动正方向;工作时,左电机定子绕组12和右电机定子绕组22循环间隔导通,导通顺序为“左绕组A相-右绕组A相-左绕组B相-右绕组B相-左绕组C相-右绕组C相”。即在左绕组A相通电作用下,电机转子3逆时针转动,当运行到电机转子3与左绕组A相所在铁芯正对时,即图3中所示位置,关断左绕组A相电流,并导通右绕组A相电流;在右绕组A相通电作用下,电机转子3继续逆时针转动,当运行到电机转子3与右绕组A相所在铁芯正对时,关断右绕组A相电流,并导通左绕组B相电流,即而形成“左绕组A相-右绕组A相-左绕组B相-右绕组B相-左绕组C相-右绕组C相”的周期性循环导通,实现电机转子3的旋转驱动。
为减小电机转子3的质量,应缩减电机转子3的轴向长度,此时左电机定子1和右电机定子2间的气隙长度缩短,二者间易形成磁路通道,加剧磁路耦合现象;为此,在左电机定子1和右电机定子2中间位置增设隔磁环4,该隔磁环4用隔磁材料制成,防止左电机定子1和右电机定子2通过气隙直接形成电磁通路。
Claims (5)
1.一种双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机,包括左电机定子(1)、右电机定子(2)、电机转子(3)和隔磁环(4);所述电机转子(3),径向外侧的左端、中间位置、右端分别设有左电机定子(1)、隔磁环(4)和右电机定子(2),且4者同轴分布;所述左电机定子(1)包括左电机定子铁芯(11)和左电机定子绕组(12),且左电机定子绕组(12)绕在左电机定子铁芯(11)上,所述右电机定子(2)包括右电机定子铁芯(21)和右电机定子绕组(22),且右电机定子绕组(22)绕在右电机定子铁芯(21)上。
2.根据权利要求1所述的一种双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机,其特征在于:所述电机转子(3)为4齿结构,左电机定子(1)和右电机定子(2)均为12齿结构,所述左电机定子(1)和右电机定子(2),大小相等、形状相同,且左电机定子(1)以轴线为旋转轴顺时针或逆时针旋转15度后,可在轴向上与右电机定子(2)对齐。
3.根据权利要求1所述的一种双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机,其特征在于:所述左电机定子绕组(12)包括左绕组A相、左绕组B相和左绕组C相,所述右电机定子绕组(22)包括右绕组A相、右绕组B相和右绕组C相;所述左电机定子绕组(12)和右电机定子绕组(22)循环间隔导通,导通顺序为左绕组A相-右绕组A相-左绕组B相-右绕组B相-左绕组C相-右绕组C相。
4.根据权利要求1或3所述的一种双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机,其特征在于:所述左绕组A相、左绕组B相、左绕组C相、右绕组A相、右绕组B相和右绕组C相,均为双绕组结构,均包括主绕组和悬浮力绕组;所述主绕组通电后,提供电磁转矩,驱动电机转子(3)旋转;所述悬浮力绕组通电后,提供径向二自由度电磁力,调节电机转子(3)径向位置。
5.根据权利要求1所述的一种双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机,其特征在于:所述隔磁环(4)用隔磁材料制成,位于左电机定子(1)和右电机定子(2)中间位置,防止左电机定子(1)和右电机定子(2)通过气隙直接形成电磁通路。
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CN201620195788.0U CN205544844U (zh) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | 一种双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108809021A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-11-13 | 淮阴工学院 | 一种双薄片式五自由度无轴承开关磁阻电机 |
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2016
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