实施方案
[0015] 如图1 3所示的，一种轴向单自由度无轴承异步电机，以定子槽数、转子槽数均为~12为例，包括转子和定子，所述转子由从内向外同轴依次相连的转轴4、轴向转子铁心41、径向转子铁心2组成，所述轴向转子铁心41成管形，径向转子铁心2成环形；所述径向转子铁心
2的外圆周通过径向磁化的永磁环3连接有轴向转子铁心1，所述轴向转子铁心1的左、右两端分别均匀设置有十二个转子槽，左、右两端的转子槽中分别浇筑有左笼形导条或绕制绕组5、右笼形导条或绕制绕组8。
[0016] 所述定子包括对称设置于转子左、右两侧的左定子铁心6、右定子铁心7，左定子铁心6、右定子铁心7均由正对着轴向转子铁心1的轴向部和正对着轴向转子铁心41的径向部组成，所述左定子铁心6、右定子铁心7的轴向部的内端均匀设置有12个定子槽，所述左定子铁心6的定子槽中设置有左悬浮绕组9和左转矩绕组11，所述右定子铁心7的定子槽中设置有右悬浮绕组10和右转矩绕组15，所述左悬浮绕组9和右悬浮绕组10分别位于左转矩绕组11、右转矩绕组15相对于转子的外侧，所述左转矩绕组11、右转矩绕组15的极对数和左悬浮绕组9、右悬浮绕组10的极对数不等，和左笼形导条或绕制绕组5、右笼形导条或绕制绕组8的极对数相同，所述转轴4的左右两端分别延伸至左定子铁心6、右定子铁心7的径向部外侧。
[0017] 所述永磁环3采用稀土永磁体或铁氧体永磁体制成，左悬浮绕组9、右悬浮绕组10、左转矩绕组11、右转矩绕组15均采用导电良好的电磁线圈绕制后侵漆烘干而成；轴向转子铁心1、径向转子铁心2、左定子铁心6、右定子铁心7均由导磁性能良好的材料制成。
[0018] 悬浮原理是：
[0019] 永磁环3产生左偏置磁通12、右偏置磁通13，其中左偏置磁通12从永磁环3的N极出发，沿轴向转子铁心1、轴向转子铁心1与左定子铁心6间的气隙、左定子铁心6、左定子铁心6与轴向转子铁心41间气隙、轴向转子铁心41、径向转子铁心2返回永磁环的S极形成闭合路径；右偏置磁通13从永磁环3的N极出发，沿轴向转子铁心1、轴向转子铁心1与右定子铁心7间的气隙、右定子铁心7、右定子铁心7与轴向转子铁心41间气隙、轴向转子铁心41、径向转子铁心2返回永磁环的S极形成闭合路径。
[0020] 左悬浮绕组9、右悬浮绕组10通电后产生的悬浮控制磁通14经过左定子铁心、左定子铁心与径向转子铁心2间气隙、径向转子铁心2、径向转子铁心2与右定子铁心7间气隙、右定子铁心7、右定子铁心7与轴向转子铁心1间气隙、轴向转子铁心1、轴向转子铁心1与左定子铁心6间气隙形成闭合回路。
[0021] 轴向悬浮控制磁通14调节左偏置磁通12、右偏置磁通13产生轴向悬浮力。根据现有技术，在左定子铁心6、右定子铁心7上分别安装位移传感器，建立位移闭环系统，当转子偏移平衡位置时，通过传感器反馈，调节轴向悬浮绕组电流值，产生使转子回到平衡位置的悬浮力，实现转子轴向稳定悬浮。
[0022] 电机呈对称结构，左定子铁心6和右定子铁心7的定子槽数量、左悬浮绕组9的右悬浮绕组10的数量、左转矩绕组11和右转矩绕组15的数量分别相同，转子槽数为偶数，左笼形导条或绕制绕组5、右笼形导条或绕制绕组8采用分相结构，极对数与左转矩绕组11、右转矩绕组15的极对数相同，而与左悬浮绕组9、右悬浮绕组10的极对数不同。
[0023] 左笼形导条或绕制绕组5、右笼形导条或绕制绕组8的外层绝缘，通过端接部分将其分相，左笼形导条或绕制绕组5、右笼形导条或绕制绕组8的相数和极数必须与左转矩绕组11、右转矩绕组15相同，因此左笼形导条或绕制绕组5、右笼形导条或绕制绕组8的分相结果为：笼型导条a、d、g、j短接为一相；导条b、e、h、k短接为一相；导条c、f、i、l短接为一相；各相自成闭合回路。
[0024] 按照此种方式设置，在该电机运行时，左笼形导条或绕制绕组5、右笼形导条或绕制绕组8切割转矩绕组磁场、悬浮绕组磁场、永磁体磁场，只产生与转矩绕组磁场极对数相同的转子旋转磁场；而悬浮绕组磁场与永磁体磁场在转子绕组或导条中不感应出转子旋转磁场。
