[发明专利]单绕组无轴承无刷直流电机及其转矩悬浮控制方法

摘要

本发明公开了一种无轴承无刷直流电机，其电机壳体内设置有定子和转子，定子设置在转子的外周；定子沿圆周方向等分成四段定子单元，每段定子单元上等距分布三个定子凸极；每段定子单元的定子凸极均绕装有三相绕组。本发明还公开了上述电机的转矩及其悬浮控制方法直流电源经转矩控制模块和悬浮控制模块联合调节供电，只通过一套绕组来同时驱动转子的转矩及其悬浮控制。采用本发明的单绕组控制方法可以简化无轴承无刷直流电机结构，减少绕组数量，减轻电机重量且降低控制难度。

主权项

一种单绕组无轴承无刷直流电机，包括电机本体和检测控制单元；所述电机本体包括壳体（1），壳体（1）内设有定子和转子，其特征在于：壳体（1）内侧设置圆筒状定子磁轭（2），定子磁轭（2）沿圆周方向等分成四段圆弧定子单元，每段圆弧定子单元上有三个定子齿（4），每段圆弧定子单元的三个定子齿（4）上绕装有三相转矩悬浮绕组（3）；以圆弧定子单元的相绕组对应连接有一组按时序变化的电流输出单元来实现电机的转矩控制；定子磁轭（2）内腔中设置转子，转子、定子磁轭（2）同轴设置，转子外周径向均匀分布有四个表贴式永磁体（6）；四段圆弧定子单元为两两对称垂直分布，分别控制x，y方向的悬浮力，同时每段圆弧定子单元上的三个定子齿上通入三相时序电流，同时控制电机转矩输出；所述检测控制单元包括x,y方向位移传感器，转子转角检测霍尔传感器，转矩控制模块，悬浮控制模块，电流差动调节模块以及电流输出单元；x，y方向传感器和霍尔传感器检测到转子位移及转角位置信号，将其传递给悬浮控制模块进行悬浮电流的计算，悬浮电流与转矩控制模块输出的电流通过电流差动调节模块进行差动调节，使其X或Y轴方向对称圆弧定子单元的一端电流增大，另一端电流减小，产生的径向力与转子径向力相平衡，使转子悬浮于其回转中心，以此来实现电机转子的悬浮控制。