双凸极永磁电机制造技术

本发明专利技术公开了一种双凸极永磁电机，解决的技术问题，针对背景技术中提及的普通的双凸极永磁电机在控制转轴转动过程中，由于存在不可避免的机械接触，从而产生摩擦损耗，极大地减少了轴承的寿命，增加了维护工作量的技术问题。采取的技术方案，一种双凸极永磁电机，包括转轴、转子磁轭、定子套筒、两个定子圆盘、环形永磁体和定子磁轭，控制绕组绕设在环形永磁体和定子磁轭上，提供控制磁场。电枢绕组绕设在定子凸极上，提供电枢磁场，环形永磁体嵌于定子套筒中间，提供励磁磁场。优点，本双凸极永磁电机，集成磁轴承与双凸极电机的特点，既发挥了磁悬浮轴承无机械磨损、寿命长等优点，又实现了双凸极电机能耗小、效率高的目的。

dspm

The invention discloses a doubly salient permanent magnet motor, which solves the technical problems. Aiming at the common doubly salient permanent magnet motor mentioned in the background technology, in the process of controlling the rotation of the rotating shaft, there is inevitable mechanical contact, which results in friction loss, greatly reduces the service life of bearings, and increases the technical problems of maintenance workload. The technical scheme adopted is a doubly salient permanent magnet motor, which consists of a rotating shaft, a rotor yoke, a stator sleeve, two stator discs, a ring permanent magnet and a stator yoke. The control winding is arranged on the ring permanent magnet and the stator yoke to provide the control magnetic field. The armature winding is arranged on the salient pole of the stator to provide the armature magnetic field. The ring permanent magnet is embedded in the middle of the stator sleeve to provide the excitation magnetic field. The advantages of the doubly salient permanent magnet motor, which integrates the characteristics of magnetic bearing and doubly salient motor, not only give full play to the advantages of magnetic bearing without mechanical wear and long service life, but also realize the purpose of low energy consumption and high efficiency of doubly salient motor.

【技术实现步骤摘要】
双凸极永磁电机
本专利技术涉及一种双凸极永磁电机。
技术介绍
早在1842年，英国人Earnshaw就提出了磁悬浮技术的思想并证明了在任何形式布置的固定磁场和重力磁场中都不可能实现对任何一种静态磁铁组合进行稳定地悬浮。到二十世纪三十年代末，德国人Kemper实现了利用铁磁体悬浮物磁场力的变化实现其稳定悬浮并获得了磁悬浮技术专利。随后磁悬浮轴承技术受到了国内外学者的关注并得到了快速发展。磁悬浮技术的原理是利用磁力来使物体处于无接触状态。由于定、转子之间没有机械接触，磁悬浮轴承具有以下优点：1.由于磁轴承可在无任何机械接触条件下工作，无摩擦，因而无需润滑介质，轴承损耗低，寿命长，减少了维护工作量；2.转子转速仅受转子材料强度，即离心力的影响，现代磁轴承应用技术可达到圆周速度300m/s的水平，这是很多其他轴承无法达到的数值；3.由于内置的传感器与执行器，磁轴承能够适应于转子位置和悬浮的控制，转子的运行位置可以独立于刚度与外载荷而任意控制。磁悬浮轴承可按照磁力的提供方式分为如下三类：(1)有源磁悬浮轴承，又称为主动式磁悬浮轴承，通过检测到转子偏离平衡位置的距离，由控制系统进行调节来改变磁场大小实现转子悬浮。(2)无源磁悬浮，又称为被动式磁悬浮轴承，利用永磁体或超导体实现对转子部分自由度的支承，因此磁场是不可控的。(3)混合磁悬浮轴承，机械结构中既包含了永磁体或超导体，又包含了电磁铁，由永久磁铁和电磁铁共同提供磁力。相对于被动式而言，主动式磁轴承被广泛应用。优点之一是，在物理极限范围内，主动式磁轴承的一些特性可以通过控制来调整，被动式磁轴承则仅具有由自身尺寸与结构设计给定的固定特性。双凸极永磁电机由开关磁阻电机发展而来，既具有传统永磁电机高功率密度，高效率的特点，又继承了开关磁阻电机的转子结构，即转子无绕组，无永磁体，从而避免了电机高速运行时由于磁钢脱落和转子升温引起的不可逆退磁现象。同时双凸极永磁电机也存在很多缺点，由于凸极齿槽效应，作电机运行时转矩脉动比较大，难以实现弱磁升速，因此齿槽转矩的问题限制了双凸极永磁电机的应用。普通的双凸极永磁电机在控制转轴转动过程中，由于存在不可避免的机械接触，从而产生摩擦损耗，极大地减少了轴承的寿命，增加了维护工作量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对
技术介绍
中提及的普通的双凸极永磁电机在控制转轴转动过程中，由于存在不可避免的机械接触，从而产生摩擦损耗，极大地减少了轴承的寿命，增加了维护工作量的技术问题。鉴于此，本专利技术提出了一种双凸极永磁电机的方案，将磁悬浮技术应用到双凸极永磁电机中，利用其产生的磁悬浮力使转轴处于无接触状态，避免转轴在转动时产生机械接触，从而造成摩擦损耗。本专利技术所采取的具体技术方案是：一种双凸极永磁电机，包括转轴、转子磁轭、定子套筒、两个定子圆盘、环形永磁体和定子磁轭，转子磁轭呈圆筒状，转子磁轭套设在转轴上且与转轴同步转动，转子磁轭的外筒面上沿轴向外凸设置多个转子凸极，转子凸极均布设置，转子磁轭和多个转子凸极构成电机的转子部分；定子套筒呈圆筒状，定子套筒套装在转子磁轭的外周，两个定子圆盘分别设置在定子套筒的两端，两个定子圆盘的中心轴线处均开设供转轴贯穿的中心过孔；在中心过孔的外周均外凸形成环形磁极，两个定子圆盘上的环形磁极均位于定子圆盘的内侧面上且分别指向转子磁轭，环形磁极与转子磁轭之间设有径向间隙，环形磁极与转轴之间设有轴向间隙；环形永磁体嵌入定子套筒内并与定子套筒的内筒壁连接；定子磁轭呈圆筒状，定子磁轭嵌入环形永磁体内并与环形永磁体的内环面连接，环形永磁体的长度与定子磁轭的长度相等；在环形永磁体和定子磁轭上绕设控制绕组，在定子磁轭的内筒面上沿轴向外凸设置有多个定子凸极，定子凸极与转子凸极的数量设置符合双凸极电机定子极数和转子极数的配合标准；每个定子凸极上均绕设电枢绕组，电枢绕组与控制绕组之间设有轴向间隙；定子磁轭、多个定子凸极和绕设在每个定子凸极上的电枢绕组构成电机的定子部分；电机的定子部分与电机的转子部分之间设有轴向间隙，定义与转轴轴线方向平行的间隙为轴向间隙，与转轴轴线方向垂直的间隙为径向间隙。对本专利技术技术方案的优选，控制绕组分别与两个定子圆盘之间均设有径向间隙。控制绕组绕设在环形永磁体和定子磁轭上，提供控制磁场。对本专利技术技术方案的优选，环形永磁体的充磁方向为径向。环形永磁体嵌于定子套筒中间，提供励磁磁场。本专利技术技术方案的电枢绕组绕设在定子凸极上，提供电枢磁场。本专利技术的有益效果是：1、本双凸极永磁电机，集成磁轴承与双凸极电机的特点，既发挥了磁悬浮轴承无机械磨损、寿命长等优点，又实现了双凸极电机能耗小、效率高的目的。2、本双凸极永磁电机，实现转轴在高速旋转下无机械磨损，是一种新型可靠的结构，具有实际应用价值。附图说明图1是双凸极永磁电机的总图剖视图。图2是本专利技术的励磁磁场示意图。图3是本专利技术的控制磁场示意图。具体实施方式下面对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。为使本专利技术的内容更加明显易懂，以下结合附图1-图3和具体实施方式做进一步的描述。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本实施例中双凸极永磁电机，包括转轴1、转子磁轭2、定子套筒6、两个定子圆盘8、环形永磁体7和定子磁轭9。如图1所示，转子磁轭2呈圆筒状，转子磁轭2套设在转轴1上且与转轴1同步转动，转子磁轭2的外筒面上沿轴向外凸设置多个转子凸极3，转子凸极3均布设置，转子磁轭2和多个转子凸极3构成电机的转子部分。定子套筒6呈圆筒状，定子套筒6套装在转子磁轭2的外周，两个定子圆盘8分别设置在定子套筒6的两端，两个定子圆盘8的中心轴线处均开设供转轴1贯穿的中心过孔；在中心过孔的外周均外凸形成环形磁极11，两个定子圆盘8上的环形磁极11均位于定子圆盘8的内侧面上且分别指向转子磁轭2，环形磁极11与转子磁轭2之间设有径向间隙13，环形磁极11与转轴1之间设有轴向间隙12。环形永磁体7嵌入定子套筒6内并与定子套筒6的内筒壁连接。环形永磁体7的充磁方向为径向。环形永磁体7嵌于定子套筒6中间，提供励磁磁场。定子磁轭9呈圆筒状，定子磁轭9嵌入环形永磁体7内并与环形永磁体7的内环面连接，环形永磁体7的长度与定子磁轭9的长度相等；在环形永磁体7和定子磁轭9上绕设控制绕组5，控制绕组5分别与两个定子圆盘8之间均设有径向间隙13。控制绕组5绕设在环形永磁体7和定子磁轭9上，提供控制磁场。在定子磁轭9的内筒面上沿轴向外凸设置有多个定子凸极10，定子凸极10与转子凸极3的数量设置符合双凸极电机定子极数和转子极数的配合标准；每个定子凸极10上均绕设电枢绕组4，提供电枢磁场。电枢绕组4与控制绕组5之间设有轴向间隙12；定子磁轭9、多个定子凸极10和绕设在每个定子凸极10上的电枢绕组4构成电机的定子部分；电机的定子部分与电机的转子部分之间设有轴向间隙12。本实施例双凸极永磁电机工作原理：本实施例的双凸极电机属于磁阻电机的一种，转子定子均为凸极齿槽结构，环形永磁体产生励磁磁场，控制绕组5中通入电流后产生控制磁场，电枢绕组4通入电流后，产生电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双凸极永磁电机，其特征在于：包括转轴(1)、转子磁轭(2)、定子套筒(6)、两个定子圆盘(8)、环形永磁体(7)和定子磁轭(9)，转子磁轭(2)呈圆筒状，转子磁轭(2)套设在转轴(1)上且与转轴(1)同步转动，转子磁轭(2)的外筒面上沿轴向外凸设置多个转子凸极(3)，转子凸极(3)均布设置，转子磁轭(2)和多个转子凸极(3)构成电机的转子部分；定子套筒(6)呈圆筒状，定子套筒(6)套装在转子磁轭(2)的外周，两个定子圆盘(8)分别设置在定子套筒(6)的两端，两个定子圆盘(8)的中心轴线处均开设供转轴(1)贯穿的中心过孔；在中心过孔的外周均外凸形成环形磁极(11)，两个定子圆盘(8)上的环形磁极(11)均位于定子圆盘(8)的内侧面上且分别指向转子磁轭(2)，环形磁极(11)与转子磁轭(2)之间设有径向间隙(13)，环形磁极(11)与转轴(1)之间设有轴向间隙(12)；环形永磁体(7)嵌入定子套筒(6)内并与定子套筒(6)的内筒壁连接；定子磁轭(9)呈圆筒状，定子磁轭(9)嵌入环形永磁体(7)内并与环形永磁体(7)的内环面连接，环形永磁体(7)的长度与定子磁轭(9)的长度相等；在环形永磁体(7)和定子磁轭(9)上绕设控制绕组(5)，在定子磁轭(9)的内筒面上沿轴向外凸设置有多个定子凸极(10)，定子凸极(10)与转子凸极(3)的数量设置符合双凸极电机定子极数和转子极数的配合标准；每个定子凸极(10)上均绕设电枢绕组(4)，电枢绕组(4)与控制绕组(5)之间设有轴向间隙(12)；定子磁轭(9)、多个定子凸极(10)和绕设在每个定子凸极(10)上的电枢绕组(4)构成电机的定子部分；电机的定子部分与电机的转子部分之间设有轴向间隙(12)，定义与转轴(1)轴线方向平行的间隙为轴向间隙(12)，与转轴(1)轴线方向垂直的间隙为径向间隙(13)。...

【技术特征摘要】
1.一种双凸极永磁电机，其特征在于：包括转轴(1)、转子磁轭(2)、定子套筒(6)、两个定子圆盘(8)、环形永磁体(7)和定子磁轭(9)，转子磁轭(2)呈圆筒状，转子磁轭(2)套设在转轴(1)上且与转轴(1)同步转动，转子磁轭(2)的外筒面上沿轴向外凸设置多个转子凸极(3)，转子凸极(3)均布设置，转子磁轭(2)和多个转子凸极(3)构成电机的转子部分；定子套筒(6)呈圆筒状，定子套筒(6)套装在转子磁轭(2)的外周，两个定子圆盘(8)分别设置在定子套筒(6)的两端，两个定子圆盘(8)的中心轴线处均开设供转轴(1)贯穿的中心过孔；在中心过孔的外周均外凸形成环形磁极(11)，两个定子圆盘(8)上的环形磁极(11)均位于定子圆盘(8)的内侧面上且分别指向转子磁轭(2)，环形磁极(11)与转子磁轭(2)之间设有径向间隙(13)，环形磁极(11)与转轴(1)之间设有轴向间隙(12)；环形永磁体(7)嵌入定子套筒(6)内并与定子套筒(6)的内筒壁连接；定子磁轭(9)呈圆筒状，定子磁轭...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅磊，孔瑞洁，邓歆，欧阳慧珉，郝培华，张广明，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32