[发明专利]一种自然电磁磁悬浮三相永磁电机

说明书

一种自然电磁磁悬浮三相永磁电机，涉及电机领域。本发明是为了解决磁悬浮电机中磁悬浮轴承体积大且难以控制的问题。本发明所述的一种自然电磁磁悬浮三相永磁电机，定子铁心和表贴式永磁体均沿轴向分为n段，n为大于等于3的正整数；当定子铁心上的定子槽数Z与定子绕组的相数m之比为奇数时，电机极数P与Zm存在公约数；每相定子绕组包括K对相互并联的支路，1≤K≤Z2m，且相互并联的两支路以电机圆心为对称中心呈中心对称设置，当电机极对数P为偶数时，两支路异名端相连，当电机极对数P为偶数时，两支路同名端相连。

技术领域

本发明属于电机领域，尤其涉及电机绕组。

背景技术

电机是最普遍、最常用的电气设备。例如:储能飞轮、磁悬浮列车、全电动飞机涡轮发动机、船舰水力推进器、超低噪声潜艇驱动，海洋潮夕发电，核电，太空以及超高速应用场合等等都有电机的存在。传统电机中都有轴承，且希望摩擦力尽量小，此时磁悬浮成为必需的技术。通常磁悬浮电机中，磁悬浮轴承的体积占60％，而且磁悬浮轴承的控制器成本高又复杂，因此让电机转子悬浮起来是一项难题。

发明内容

本发明是为了解决磁悬浮电机中磁悬浮轴承体积大且难以控制的问题，现提供一种自然电磁磁悬浮三相永磁电机。

一种自然电磁磁悬浮三相永磁电机，包括：由内至外同轴嵌套的转子和定子，定子包括定子铁心和定子绕组，转子包括转子铁心和表贴式永磁体，定子铁心和表贴式永磁体均沿轴向分为n段，n为大于等于3的正整数；当定子铁心上的定子槽数Z与定子绕组的相数m之比为奇数时，电机极数P与Zm存在公约数；每相定子绕组包括K对相互并联的支路，1≤K≤Z2m，且相互并联的两支路以电机圆心为对称中心呈中心对称设置，当电机极对数P为偶数时，两支路异名端相连，当电机极对数P为偶数时，两支路同名端相连。

进一步的，上述轴向相邻的两段定子铁心之间的定子间隙λ_d与轴向相邻的两段表贴式永磁体之间的转子间隙λ_r相等，且有λ_d＝λ_r＝δ～2δ，δ为电磁气隙。

或者，上述轴向相邻的两段定子铁心之间的定子间隙λ_d与相邻两段非端部表贴式永磁体之间的间隙λ_r0相等，且有λ_d＝λ_r0＝δ～2δ，δ为电磁气隙；位于端部的永磁体段与其相邻永磁体段之间的间隙λ_rd＞λ_r0，且有λ_rd＝1.5λ_r0～2λ_r0。

进一步的，上述一种自然电磁磁悬浮三相永磁电机还包括外壳，转子和定子均位于外壳内部。

进一步的，上述两支路的一端作为所在相绕组的中点。

进一步的，上述每相定子绕组中相邻两个槽内的绕组同名端串联成为一条支路。

本发明只需要采用合适的极槽配合，在不附加任何传感器和控制器的前提下，能够通过对电机绕组串并联组合，配合铁心分段，实现径向自然动态电磁磁悬浮和轴向被动磁悬浮。本发明能够对任何有轴承电机实现自重的卸载，使轴承寿命延长，噪声变小，电机损耗减少而节能。自然电磁磁悬浮可以使电机转子以能量损耗趋于最小的状态回转，此时振动和噪声最小。尤其适用于风力发电机，汽轮发动机或水力发电机，压缩机电机，吸尘机电机，高速粉碎机等等。

附图说明

图1为传统14极12槽电机结构示意图，其中每相有一条支路；

图2为本发明所述一种自然电磁磁悬浮三相永磁电机的轴向截面示意图；

图3为10极12槽自然磁悬浮电机示意图，其中每相有一对并联支路；

图4为14极12槽自然磁悬浮电机示意图，其中每相有一对并联支路；