一种新型无轴承开关磁阻高速电机

本技术属于驱动设备，具体涉及一种新型无轴承开关磁阻高速电机。

背景技术：

1、开关磁阻电机是一种无刷、单励、双凸极、转子上既无绕组也无永磁的电机，定子极上有集中绕组，空间径向相对的定子齿上的两个绕组通过串联或并联的方式构成一相的两个磁极。它通过励磁定子极吸引转子实现转动。开关磁阻电机在机械上有点粗糙，可以实现高速、无故障运行，且易于大规模生产。

2、传统机械轴承支撑转轴的高速电机,其转子的高速旋转导致了摩擦阻力增加，轴承大幅度磨损和电机发热等问题,会导致电机的工作效率低,使电机和机械轴承使用时间变短。磁轴承电机本身占有一定的轴向空间，存在着转子刚度小和临界转速较低等问题，不仅限制了高速运行与输出功率，同时也影响了高速电机的微型化；此外，因为每个自由度的磁轴，都需要准备一套功率放大器，所以使系统成本增加。

3、综上所述，现有技术存在摩擦阻力大，结构复杂、体积庞大、耗能多、效率低,维修不方便，成本高，寿命短的问题。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本实用新型的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

2、因此，本实用新型目的是提供一种新型无轴承开关磁阻高速电机，能够解决现有技术存在摩擦阻力大，结构复杂、体积庞大、耗能多、效率低,维修不方便，成本高，寿命短的问题。了解决上述技术问题，本实用新型提供一种新型无轴承开关磁阻高速电机，该一种新型无轴承开关磁阻高速电机，包括，转子、定子、电机外壳，所述转子在所述定子内侧，所述转子内圈到圆心的距离为转子内径，所述转子外圈到圆心的距离为转子外径，所述定子左上，右上，左下，右下分别有左定子齿极和右定子齿极，所述左定子齿极和所述右定子齿极右边是电流i左边是电流i+，所述电流i和所述电流i+之间有悬浮绕组和转矩绕组，所述定子外侧有转矩绕组磁通，所述转矩绕组磁通外侧是所述电机外壳。

3、可选的，所述转子外侧有转子齿极，所述转子齿极之间有优化极弧半径，所述转子齿极和所述优化极弧半径外侧有转子弧极。

4、可选的，所述悬浮绕组在所述定子左上，右上，左下，右下的位置，所述转矩绕组在所述定子上，下，左，右的位置。

5、可选的，所述定子左上，右上，左下，右下上的所述左定子齿极和所述右定子齿极之间有矩形凹槽。

6、通过采用上述技术方案，本案例通过将产生悬浮力的悬浮绕组和电机的磁绕组一起叠绕在电机的定子上来集成磁轴承的功能到电机中，赋予电机转子同时旋转和悬浮功能，将悬浮绕组缠绕在定子齿极上，使占用的轴向空间相对变小，缩短电机的轴向长度，而转子临界转速相对较高，在高速和超高速、小体积和长寿命的传动领域有其应用的优势。开关磁阻电机的旋转是依照电磁理论中磁场的走势总是朝向磁阻最小的方向闭合的原理，由于电机采用凸极定子和凸极转子的结构，使转子在旋转过程中磁阻大小发生了改变，定子磁场将从磁阻较大的地方拉动转子，使其运动到磁阻小的地方从而产生切向磁拉力。根据电磁理论的磁场总是沿磁阻最小的方向闭合的原理，转子在定子磁场的作用下将顺时针旋转当转子旋转到与定子磁极重合的位置时，切向方向的磁拉力等于零。这时仅留下轴向方向的磁拉力并不能产生转子旋转所需要的力矩，所以在此时必须进行换相通电，通过三相轮换通电，让电机持续地旋转起来。

7、综上所述，本实用新型包括以下至少一个有益效果：

8、本实用新型采用定子、转子是双凸极结构,集中式绕组缠绕于定子铁芯上,转子上无绕组,因此制造和维护都很方便。

9、本实用新型采用磁浮轴承，磁浮轴承利用磁场力让转子和定子之间没有任何机械接触的一种新型轴承。磁浮轴承与气浮、液浮轴承相比，因为不需要配备专门的气压、液压系统，改善了气浮、液浮轴承电机面临的结构复杂、体积庞大、耗能多、效率低等不足之处，也提高了电机和系统的可靠性。

10、本实用新型通过将悬浮绕组缠绕在定子齿极上，使占用的轴向空间相对变小，缩短电机的轴向长度，而转子临界转速相对较高，在高速和超高速、小体积和长寿命的传动领域有其应用的优势。

技术特征：

1.一种新型无轴承开关磁阻高速电机，其特征在于：包括，转子（12）、定子（11）、电机外壳（13），所述转子（12）在所述定子（11）内侧，所述转子（12）内圈到圆心的距离为转子内径（2），所述转子（12）外圈到圆心的距离为转子外径（1），所述定子（11）左上，右上，左下，右下分别有左定子齿极（10）和右定子齿极（14），所述左定子齿极（10）和所述右定子齿极（14）右边是电流i（6）左边是电流i+（7），所述电流i（6）和所述电流i+（7）之间有悬浮绕组（5）和转矩绕组（8），所述定子（11）外侧有转矩绕组磁通（9），所述转矩绕组磁通（9）外侧是所述电机外壳（13）。

2.根据权利要求1所述的一种新型无轴承开关磁阻高速电机，其特征在于，所述转子（12）外侧有转子齿极（15），所述转子齿极（15）之间有优化极弧半径（4），所述转子齿极（15）和所述优化极弧半径（4）外侧有转子弧极（3）。

3.根据权利要求1所述的一种新型无轴承开关磁阻高速电机，其特征在于，所述悬浮绕组（5）在所述定子（11）左上，右上，左下，右下的位置，所述转矩绕组（8）在所述定子（11）上，下，左，右的位置。

4.根据权利要求1所述的一种新型无轴承开关磁阻高速电机，其特征在于，所述定子（11）左上，右上，左下，右下上的所述左定子齿极（10）和所述右定子齿极（14）之间有矩形凹槽。

技术总结本技术即一种新型无轴承开关磁阻高速电机。包括，转子、定子、电机外壳，转子在定子内侧，转子内圈到圆心的距离为转子内径，转子外圈到圆心的距离为转子外径，定子左上，右上，左下，右下分别有左定子齿极和右定子齿极，左定子齿极和右定子齿极右边是电流i左边是电流i<supgt;+</supgt;，电流i和电流i<supgt;+</supgt;之间有悬浮绕组和转矩绕组，定子外侧有转矩绕组磁通，转矩绕组磁通外侧是电机外壳。采用定子、转子是双凸极结构,集中式绕组缠绕于定子铁芯上,转子上无绕组,因此制造和维护都很方便。采用磁浮轴承改善了气浮、液浮轴承电机面临的结构复杂、体积庞大、耗能多、效率低等不足之处将悬浮绕组缠绕在定子齿极上，使占用的轴向空间相对变小，缩短电机的轴向长度。技术研发人员：朱震宇,刘凯,徐皓宇,林志伟,王博文,杨益飞,王仁忠,杜洁受保护的技术使用者：苏州市职业大学技术研发日：20240415技术公布日：2024/12/23