[0023] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0024] 具体实施方式如图1‑3所示,本发明公开了一种三悬浮极磁悬浮薄片开关磁阻电机,包括定子和位于定子内的转子9,定子包括电机定子铁心3、导磁桥1、永磁环2。在电机定子铁心3的内周间隔分布有三个定子悬浮齿和三个定子转矩齿5,为了便于描述,我们分别将三个定子悬浮齿和三个定子转矩齿分别记为为定子悬浮齿A、定子悬浮齿B、定子悬浮齿C,以及定子转矩齿X、定子转矩齿Y、定子转矩齿Z,三个定子悬浮齿与三个定子转矩齿间隔设置,定子转矩齿X、定子转矩齿Y、定子转矩齿Z分别通过隔磁铝块4与电机定子铁心3相连。
[0025] 三个定子悬浮齿上均绕制三相对称悬浮绕组7,且为星形连接。三个定子转矩齿均为沿轴向分布的倒“U”形结构,其“U”形开口端朝向转子9方向,每个倒“U”形定子转矩齿上分别绕制相互反向串联的转矩绕组6。
[0026] 导磁桥1两端通过永磁环2连接定子铁心3,导磁桥1中部为向内凸出并伸入转子9内部的集磁环11,转子9外侧均匀分布六个转子齿,分别为转子齿R1~转子齿R6,其与电机定子铁心3间形成外侧气隙8,与集磁环11之间形成内侧气隙10。
[0027] 三个定子悬浮齿(定子悬浮齿A、定子悬浮齿B、定子悬浮齿C)之间互差120˚,且定子悬浮齿A轴线与+x轴重合。
[0028] 三个定子悬浮齿(定子悬浮齿A、定子悬浮齿B、定子悬浮齿C)弧度均为60˚,转子齿R1~转子齿R6弧度均为30˚,定子转矩齿X、定子转矩齿Y、定子转矩齿Z为不对称分布,每个定子转矩齿的弧度均为30˚。定子转矩齿X 的轴线位于+x轴逆时针60˚,定子转矩齿Y轴线位于+x轴逆时针200˚,转矩齿Z轴线位于+x轴逆时针280˚。
[0029] 当定子悬浮齿A、定子悬浮齿B、定子悬浮齿C分别与转子齿R6、转子齿R2、转子齿R4轴线对齐时,定子转矩齿X与转子齿R1对齐,定子转矩齿Y逆时针超前转子齿R3的弧度为20˚,定子转矩齿Z逆时针滞后转子齿R5的弧度为20˚。
[0030] 本实施方式中,各倒“U”形定子转矩齿上分别绕制相互反向串联的转矩绕组6,每个转矩绕组由一个开关功放驱动轮流导通,逆时针旋转时的通电顺序为定子转矩齿Y上的转矩绕组、定子转矩齿Z上的转矩绕组、定子转矩齿X上的转矩绕组。顺时针旋转时的通电顺序为定子转矩齿Z上的转矩绕组、定子转矩齿Y上的转矩绕组、定子转矩齿X上的转矩绕组;每个绕组通电转子9旋转角度为20˚。
[0031] 本实施方式中,将集磁环11、转子9、电机定子铁心3均做成薄片状。
[0032] 电机定子铁心3、转子9由硅钢片叠压而成,所述集磁环11与导磁桥1由整块导磁材料制成。
[0033] 永磁环2提供静态偏置磁通12,如图2所示,静态偏置磁通12的磁路为:磁通从永磁环2的N极出发,通过电机定子铁心3、三个定子悬浮齿A、定子悬浮齿B、定子悬浮齿C、外侧气隙8、转子9、内侧气隙10、集磁环11回到永磁环2的S极。
[0034] 三相对称悬浮绕组7由三相逆变器供电产生悬浮控制磁通13,如图4所示,其磁路为:定子悬浮齿A、定子悬浮齿B、定子悬浮齿C、外侧气隙8、定子悬浮齿下的转子齿,以及电机定子铁心3的轭部形成闭合路径。
[0035] 悬浮原理:轴向与倾斜方向悬浮原理与普通薄片电机相同,径向由静态偏置磁通12与悬浮控制磁通13相互作用,使得与转子偏心方向相同一侧气隙磁场叠加减弱,而相反方向气隙磁场叠加增强,在转子上产生与转子偏移方向相反的力,将转子拉回径向平衡位置。
[0036] 旋转原理:如图5 图7,当转子处于如图5状态下,定子转矩齿Y上的绕组通电,在定~子转矩齿Y、定子转矩齿Y下的气隙、定子转矩齿Y下的转子齿之间形成闭合回路的转矩磁通
14,转矩磁通14参见附图1,由于定子转矩齿Y逆时针超前对应的转子齿20˚,闭合磁通产生磁阻力使转子逆时针旋转20˚,定子转矩齿Y与转子齿对齐,如图6所示;而此时定子转矩齿Z逆时针超前对应的转矩齿20˚,然后定子转矩齿Z上的绕组通电,使转子继续旋转20˚,使定子转矩齿Z与对应的转子齿对齐,如图7所示;这时定子转矩齿X逆时针超前对应的转子齿20˚,定子转矩齿X上的绕组通电,使转子继续旋转20˚,形成一个通电周期,实现转子连续不断的旋转且产生连续不断的电磁转矩,无转矩死区。
[0037] 永磁环2采用磁性能良好的稀土永磁体或铁氧体永磁体制成,转矩绕组6、悬浮绕组7均采用导电良好的电磁线圈绕制后浸漆烘干而成。
[0038] 上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。