一种新型无轴承模块化高速永磁同步电机结构

技术领域

本发明涉及电机结构技术领域，特别涉及一种新型无轴承模块化电机结构。

背景技术

随着技术的高速发展，高速电机由于其具有功率密度高，体积小，效率高，可靠性强，运行成本低等有点，因此受到了广泛的关注。

同时由于其高速的运行，对电机的轴承的要求越来越苛刻，所以无轴承的高速电机备受青睐，电机无轴承的实现一种方式是在电机两端增加磁悬浮轴承将转子悬浮起来，但是会使电机的体积增大数倍，另外一种方式是在电机转矩绕组的同时增加一套悬浮绕组，虽然电机体积减小，但是二者磁场会高度耦合，解耦控制成为很大的问题，因此导致悬浮力的控制较为困难。同时对电机的装配及日常的维修的便捷性也提出了较高的要求。

同时由于需求量大增，对电机的装配和日常维修便捷性也提出了较高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的无轴承模块化高速永磁同步电机结构，从而达到既可以实现悬浮力得简单控制，电机体积不会增大数倍，同时电机的装配维修简单的目的。

为达到上述的目的而提供的方案是：一种新型的无轴承模块化高速永磁同步电机的定转子结构，主要包括1、外定子，2、内定子悬浮模块，3、内定子转矩模块，4、转子，5、隔磁磁桥，6、永磁体。所述的永磁体径向充磁，方向为NSNSNSNS，表贴于内定子悬浮模块表面，所述的内定子转矩模块和悬浮模块卡在外定子内部，所述的隔磁磁桥在内定子转矩模块和悬浮模块之间，其技术要点在于：永磁体提供转子主要悬浮力，同时通过对内定子悬浮模绕组的微调调整转子的位置，通过外定子将内定子转矩和悬浮模块组合起来，同时提供磁路回路，隔磁磁桥减小转矩绕组和悬浮绕组磁力线的耦合。

上述技术方案中，所述的永磁体径向充磁，方向为NSNSNSNS依次排布，提供偏置磁通，根据转子的重力，使得最上方悬浮模块上永磁体的充磁大于相对应的下方悬浮模块上永磁体的充磁，左右悬浮模块上的永磁体充磁大小相同，从而悬浮绕组不加激励便可以获得向上的麦克斯韦张力，克服转子重力。

上述技术方案中，由于永磁体的存在，悬浮绕组励磁电流主要调节转子位置的作用，使得激励电流降低，从而减小电流损耗，同时根据转子的位置，通过控制器对悬浮模块上绕组的激励进行控制，精确的控制转子的位置。

上述技术方案中，所述外定子齿状结构与内定子齿状刚好吻合，既可以将模块化的内定子组合在一起，又可以为磁路提供回路。

上述技术方案中，所述的隔磁磁桥在内定子转矩和悬浮模块之间，降低转矩和悬浮模块磁场的耦合，使得控制更加的简单准确。

通过上述实验方案，无轴承模块化高速永磁同步电机可以实现精确控制，稳定的运行，同时电机的装配及维修也更加快速便捷。

附图说明

附图1是本使用的一种新型无轴承模块化高速永磁同步电机结构图。

附图2是本使用的一种新型无轴承模块化高速永磁同步电机永磁体单独作用时磁力线分布情况。

附图3是本使用的一种新型无轴承模块化高速永磁同步电机内定子悬浮模块绕组单独作用时磁力线分布情况。

附图4是本使用的一种新型无轴承模块化高速永磁同步电机内定子悬浮模块永磁体和绕组共同作用时磁力线的分布情况。

附图1中：1是外定子，2是内定子悬浮模块，3是内定子转矩模块，4是转子，5是隔磁磁桥，6是永磁体。

具体实施方法

下面结合附图对本发明进一步说明。

参照说明附图1，一种新型的无轴承模块化高速永磁同步电机的定转子结构，主要包括1、外定子，2、内定子悬浮模块，3、内定子转矩模块，4、转子，5、隔磁磁桥，6、永磁体。所述的永磁体径向充磁，方向为NSNSNSNS，表贴于内定子悬浮模块表面，提供转子主要悬浮力，所述的内定子转矩模块和悬浮模块卡在外定子内部，同时提供磁路回路，所述的隔磁磁桥在内定子转矩模块和悬浮模块之间，减小转矩模块和悬浮模块磁场的耦合。

参照说明附图2，悬浮模块表贴的永磁体磁场的主要分布情况，永磁体采用径向充磁， NSNSNSNS依次排布，根据转子本身的重力，使得最上方悬浮模块上永磁体的充磁大于相对应的下方悬浮模块上永磁体的充磁，左右悬浮模块上的永磁体充磁大小相同，从而悬浮绕组不加激励便可以获得向上的麦克斯韦张力，克服转子重力。

参照说明附图3，此为悬浮模块绕组单独激励时磁场的分布情况，主要作用是通过控制器的反馈，根据转子不同位置处施加不同的激励，使得转子保持在中心位置处。

参照说明附图4，此为内定子悬浮模块绕组和永磁体共同作用时磁场的分布情况，由于隔磁磁桥的作用，使得悬浮模块的磁场主要集中在两隔磁磁桥之间，降低了内定子转矩模块和悬浮模块之间的耦合，使得控制更加的简单精确。

本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。