[发明专利]一种混合磁轴承开关磁阻电机及其控制方法

摘要

本发明公布了一种混合磁轴承开关磁阻电机及其控制方法，属于磁悬浮电机及其控制领域。该电机由12/8极开关磁阻电机和4极磁轴承串联集合而成；4个悬浮绕组缠绕在磁轴承定子和与之对齐的4个磁阻电机定子之上，用于产生悬浮力；8个电枢绕组绕在其余8个磁阻电机定子上，用于产生转矩。控制中，悬浮绕组采用恒导通励磁，在磁轴承和磁阻电机内同时产生悬浮力；8个转矩绕组连接为两相，轮流励磁导通，在磁阻电机内产生转矩。本发明电机的控制方法每个正负半周期内，悬浮绕组电流对称，产生的正转矩与负转矩相等，平均转矩为零，故悬浮力与平均转矩解耦；另外，该正转矩还改善了电机启动性能，可克服传统两相电机启动难的缺点；且本发明结构简单，功率系统成本低且控制简单。

主权项

1.一种混合磁轴承开关磁阻电机，其特征在于，包括磁阻电机定子、磁阻电机转子、磁轴承定子、磁轴承转子、转矩线圈、悬浮线圈和转轴；所述磁阻电机定子与磁轴承定子串联紧密布置，所述磁阻电机转子与磁轴承转子串联紧密布置；所述磁阻电机转子布置在磁阻电机定子内，所述磁轴承转子布置在磁轴承定子内，所述磁阻电机转子和磁轴承转子套在转轴上；所述磁阻电机定子为凸极结构，齿数为12，所有磁阻电机定子齿均匀分布，齿与齿相隔30°；所述磁阻电机转子为凸极结构，齿数为8，所有磁阻电机转子齿均匀分布，齿与齿相隔45°；所述磁阻电机定子的极弧角与磁阻电机转子的极弧角相等，极弧角均为15°；所述磁轴承定子为凸极结构，齿数为4，所有磁轴承定子齿均匀分布，齿与齿相隔90°，所述磁轴承转子为圆柱结构；4个磁轴承定子齿与4个磁阻电机定子齿对齐，且串联紧密布置，共构成4个悬浮力定子齿，其中2个相隔180°的悬浮力定子齿位于水平方向，剩余2个相隔180°的悬浮力定子齿位于竖直方向；所述4个悬浮力定子齿上均绕有1个悬浮线圈，共4个悬浮线圈，组成A相绕组；磁阻电机定子剩余的8个齿上均绕有1个转矩线圈，共8个；4个相隔90°的转矩线圈串联，构成B相转矩绕组；剩余4个相隔90°的转矩线圈串联，构成C相转矩绕组；B相转矩绕组与C相转矩绕组在空间上相差30°；所述4个悬浮线圈独立控制，其中绕在水平正方向悬浮力定子齿上的悬浮线圈为水平正方向悬浮绕组，绕在水平负方向悬浮力定子齿上的悬浮线圈为水平负方向悬浮绕组，绕在竖直正方向悬浮力定子齿上的悬浮线圈为竖直正方向悬浮绕组，绕在竖直负方向悬浮力定子齿上的悬浮线圈为竖直负方向悬浮绕组。