一种双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】
一种双定子单转子磁悬浮开关磁阻电机
技术领域
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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入口 ο
【发明内容】
[0004]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，如人工心脏栗领域。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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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，如人工心脏栗等领域。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
[0011 ]图2是本实用新型一个实施例的结构左视图。
[0012]图3是本实用新型一个实施例的左电机定子绕组示意图。
[0013]图4是本实用新型一个实施例的右电机定子绕组示意图。
[0014]图5是本实用新型一个实施例的正视图。
[0015]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】
[0016]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I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。
[0017]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I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I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I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。
[0018]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I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I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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021 ]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I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I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I和右电机定子2通过气隙直接形成电磁通路。
【主权项】
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(I)、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(I)、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(I)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(I)和右电机定子(2)均为12齿结构，所述左电机定子(I)和右电机定子(2)，大小相等、形状相同，且左电机定子(I)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(I)和右电机定子(2)中间位置，防止左电机定子(I)和右电机定子(2)通过气隙直接形成电磁通路。
【文档编号】H02K16/04GK205544844SQ201620195788
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月15日
【发明人】李波, 肖林京, 孙传余, 肖楠, 翟亚楠
【申请人】山东科技大学