[发明专利]一种三自由度磁悬浮开关磁阻集成电机

权利要求书

1.一种三自由度磁悬浮开关磁阻集成电机，包括径向力定子、转矩定子、非导磁支撑架、转矩线圈、径向悬浮线圈、偏置线圈、永磁体、定子环形导磁轭、轴向力定子Ⅰ、轴向力定子Ⅱ、轴向悬浮线圈Ⅰ、轴向悬浮线圈Ⅱ、转子、转子环形导磁轭和转轴；

其特征在于，所述径向力定子为凸极结构，齿数为6，所述径向力定子的6个齿空间上均匀分布，齿与齿间相隔60°；

所述转矩定子由6个C型定子组成，所述C型定子为凸极结构，齿数为2；每个所述C型定子中齿与齿相差22.5°；

所述非导磁支撑架由6个C型非导磁结构组成；

所述永磁体为矩形结构，共6个；

所述定子环形导磁轭为环形结构，所述转子环形导磁轭为环形结构；

所述转子为凸极结构，齿数为16，16个转子齿均匀分布，齿与齿间相隔22.5°；

所述轴向力定子Ⅰ和轴向力定子Ⅱ均为型结构，所述型结构凸极方向形成一个环形齿，所述型结构内布置有1个通孔，所述通孔的中心线与环形齿的中心线重合；

所述通孔的内径大于转轴的外径；所述转轴贯穿所述轴向力定子Ⅰ与轴向力定子Ⅱ，且布置在所述通孔内；

所述转矩定子、非导磁支撑架、径向力定子紧密布置，且所述非导磁支撑架紧密布置在转矩定子和径向力定子之间；所述径向力定子的齿与齿间均布置有1个C型定子和1个C型非导磁结构，共6个C型定子和6个C型非导磁结构；所述C型定子的中心线、C型非导磁结构的中心线与所述径向力定子的相邻两齿中心线重合；

所述轴向力定子Ⅰ、径向力定子和轴向力定子Ⅱ均布置在定子环形导磁轭内，所述径向力定子布置在所述轴向力定子Ⅰ和轴向力定子Ⅱ中间，所述轴向力定子Ⅰ和轴向力定子Ⅱ紧密布置在定子环形导磁轭两端；所述轴向力定子Ⅰ和径向力定子间的间距与所述轴向力定子Ⅱ和径向力定子间的间距相等；所述轴向力定子Ⅰ和轴向力定子Ⅱ的凸极环形齿均指向径向力定子；

所述转子布置在径向力定子和转矩定子内，所述转子套在转子环形导磁环上，所述转子环形导磁轭套在所述转轴上；

所述C型定子的每个齿上绕有1个转矩线圈，每个C型定子两个齿上的转矩线圈串联构成1个转矩线圈串，共6个；空间上相差180°的2个转矩线圈串，串联为1个转矩绕组，共3个，依次为A、B和C相转矩绕组；

所述轴向力定子Ⅰ中的环形齿上绕有1个轴向悬浮线圈Ⅰ，轴向力定子Ⅱ中的环形齿上绕有1个轴向悬浮线圈Ⅱ，所述轴向悬浮线圈Ⅰ和轴向悬浮线圈Ⅱ串联构成1个轴向悬浮绕组；

所述三自由度磁悬浮开关磁阻集成电机存在三种产生偏置磁通的励磁方式，分别为永磁励磁方式、电励磁方式、混合励磁方式；

所述永磁励磁方式，此时永磁体产生偏置磁通；所述径向力定子与定子环形导磁轭间紧密布置有6个永磁体，6个永磁体的中心线分别与所述径向力定子的6个齿中心线重合，且所述径向力定子中的2个齿中心线与水平方向重合；

所述径向力定子的每个齿上绕有1个径向悬浮线圈，共6个；处于水平方向径向力定子齿上的2个径向悬浮线圈串联为1个水平径向悬浮绕组；剩余4个径向悬浮线圈串联为1个竖直径向悬浮绕组；

所述电励磁方式，此时偏置绕组产生偏置磁通；所述径向力定子紧密布置在定子环形导磁轭内；

所述径向力定子的每个齿上绕有1个径向悬浮线圈和1个偏置线圈，共6个径向悬浮线圈和6个偏置线圈；处于水平方向径向力定子齿上的2个径向悬浮线圈串联为1个水平径向悬浮绕组；剩余4个径向悬浮线圈串联为1个竖直径向悬浮绕组；6个所述偏置线圈串联构成1个偏置绕组；

所述混合励磁方式，此时永磁体和偏置绕组共同产生偏置磁通；所述径向力定子与定子环形导磁轭间紧密布置有6个永磁体，6个永磁体的中心线分别与所述径向力定子的6个齿中心线重合，且所述径向力定子中的2个齿中心线与水平方向重合；

所述径向力定子的每个齿上绕有1个径向悬浮线圈和1个偏置线圈，共6个径向悬浮线圈和6个偏置线圈；处于水平方向径向力定子齿上的2个径向悬浮线圈串联为1个水平径向悬浮绕组；剩余4个径向悬浮线圈串联为1个竖直径向悬浮绕组；6个所述偏置线圈串联构成1个偏置绕组。