实施方案
[0019] 如图1至5所示的一种定子永磁偏置五自由度无轴承异步电机，包括位于电机壳体内的定子1和位于定子1内圈里的转子2，所述定子1包括连为一体的左磁轴承定子铁心3、右锥形定子铁心4、轴向磁化的环形永磁体5，所述环形永磁体5连接在左磁轴承定子铁心3和右锥形定子铁心4之间，所述左磁轴承定子铁心3内周均布有定子齿，定子齿上绕制有磁轴承绕组6，所述右锥形定子铁心4上开设有定子槽，所述定子槽内设有悬浮绕组7和转矩绕组8，所述转子2包括转轴9和箍设在转轴9外周的转子铁心10，所述转子铁心10的左端设有柱形凸台11，所述柱形凸台11与左磁轴承定子铁心3的定子齿径向对齐且两者之间留有径向气隙，所述转子铁心10的右端设有与右锥形定子铁心4的锥面对应的锥体12，所述锥体12与右锥形定子铁心4之间留有气隙，所述锥体12的表面开有转子槽，所述转子槽中浇注有笼型导条13。
[0020] 笼型导条13的数目为偶数，笼型导条13采用分相结构，笼型导条13的极对数与转矩绕组8的极对数相同。
[0021] 悬浮绕组7位于转矩绕组8的外侧，所述悬浮绕组7的极对数和转矩绕组8的极对数不等，不受PB=PM±1条件限制，悬浮绕组7由直流电源供电，通电产生悬浮磁通为右侧电机提供相应的轴向和径向悬浮力。
[0022] 所述左磁轴承定子铁心3、右锥形定子铁心4的x和y方向上安装有垂直于转子表面的径向位移传感器14。位移传感器垂直于转子表面，用于检测左、右两侧转子的偏移量，分别建立左、右两侧的位移闭环控制系统，给转子施加与偏移方向相反的力即可让转子回到平衡位置，实现转子五自由度稳定悬浮实现转子五自由度稳定悬浮。
[0023] 环形永磁体5由稀土永磁材料制成。左磁轴承定子铁心3、右锥形定子铁心4、转子铁心10、转轴9均由导磁材料制成。
[0024] 环形永磁体提供静态偏置磁通15，静态偏置磁通15的磁路为：磁通从环形永磁体的N极出发，通过右锥形定子铁心、右侧径向气隙、转子右端锥体、转子左端柱形凸台、左侧径向气隙、左磁轴承定子铁心回到环形永磁体的S极；悬浮绕组为直流电源供电，为右侧提供悬浮控制磁通16，其磁路为：右侧的右锥形定子铁心上侧、上侧气隙、转子、下侧气隙、右锥形定子铁心下侧再经过电机右侧的定子轭构成闭合回路；磁轴承绕组产生的悬浮控制磁通17的磁路为：左磁轴承定子铁心上侧、上侧径向气隙、转子、下侧径向气隙、左磁轴承定子铁心下侧再经过左侧电机的定子轭构成闭合回路；静态偏置磁通15、悬浮控制磁通17相互作用，在左侧转子上产生径向两自由度悬浮力；静态偏置磁通15、悬浮控制磁通16相互作用，在转子右侧锥体上产生径向和轴向三自由度悬浮力；悬浮绕组和磁轴承绕组，转矩绕组均采用导电良好的电磁线圈绕制后侵漆烘干而成。
[0025] 以右侧电机的定子槽为12槽，悬浮绕组极对数为1，转矩绕组极对数为2，三相电机为例来详细说明：右侧的定子槽内层的转矩绕组排列方式与普通异步电机相同；悬浮绕组分为x方向控制绕组和y方向悬浮控制绕组，x方向控制绕组包括绕组LX1 LX12，按照图2所示~的方向串联即可；y方向悬浮控制绕组包括绕组LY1~LY12，按照图2所示方向串联即可。
[0026] 右侧的转子槽中浇注笼型导条，以转子槽和笼型导条数12为例来详细说明。导条外层绝缘，通过端接部分将其分相，由于转矩绕组为3相4极，转子导条相数和极数必须与转矩绕组相同，因此导条也分为3相4极，即导条 、 、 、 短接为一相；导条 、 、 、短接为一相；导条 、 、 、 短接为一相；且三相之间相互绝缘。按照此种方式设置，在该电机运行时，悬浮绕组磁场、转矩绕组磁场和永磁体产生的偏置磁场三者中只有转矩绕组磁场在转子导条中会产生转子旋转磁场，定子右侧的位移传感器用于检测右侧转子的偏移量，通过右侧的位移闭环控制，能够实现转子右侧径向和轴向三自由度稳定悬浮。
[0027] 左侧磁轴承定子铁心可做成三极、四极、八极等结构，在定子左侧的x和y方向上安装位移传感器，位移传感器与转子表面垂直，用于检测转子左侧的偏移量，通过左侧的位移闭环控制，能够实现转子左侧径向两自由度稳定悬浮。
[0028] 本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
