[发明专利]一种轴向并列式混合结构无轴承开关磁阻电机及控制方法

摘要

本发明公布了一种轴向并列式混合结构无轴承开关磁阻电机及控制方法，所述电机定子由磁阻电机定子和磁轴承定子构成，转子由凸极转子和圆柱转子构成，绕组由转矩绕组和悬浮绕组构成；转矩绕组由磁阻电机绕组和宽齿绕组构成，个数与相数m相同；悬浮绕组由两个径向方向悬浮绕组构成；磁轴承定子由4个E型结构组成，中间齿宽为其余的二倍；该电机根据悬浮力方向计算悬浮电流；独立控制转矩绕组电流和功率电路的开通关断角，实时控制转速和转矩；独立控制两个悬浮绕组电流，实时调整悬浮力，旋转和悬浮间相互解耦。本发明电机及控制方法，控制变量少，悬浮控制简单，悬浮系统功率变换器成本低。

主权项

一种轴向并列式混合结构无轴承开关磁阻电机，包括电机定子、电机转子和电机绕组；所述电机定子由磁阻电机定子和磁轴承定子构成；所述电机转子由凸极转子和圆柱转子构成；所述电机绕组由转矩绕组和悬浮绕组构成；所述圆柱转子布置在磁轴承定子内，凸极转子布置在磁阻电机定子内；所述磁轴承定子和磁阻电机定子轴向串联布置，所述圆柱转子和凸极转子套在转轴上；所述磁阻电机定子和凸极转子均为凸极结构，所述圆柱转子为圆柱结构；所述磁阻电机定子和凸极转子的齿数有12/8、6/4、8/6三种组合形式；其中磁阻电机定子和凸极转子的齿数组合为12/8和6/4时，磁阻电机为三相工作制，磁阻电机定子和凸极转子的齿数组合为8/6时，磁阻电机为四相工作制；其特征在于，所述磁轴承定子由4个E型结构构成，4个E型结构在圆周上均匀分布，空间上相差90°；每个E型结构的齿数为3，且其中间齿齿宽为其余两齿的二倍；每个E型结构中的两个窄齿上均有1个绕组，每个E型结构两个窄齿上的绕组串联形成1个窄齿绕组，4个E型结构形成4个窄齿绕组；所述4个窄齿绕组中相隔180°的两个绕组反向串联，形成一个悬浮绕组；另外两个相隔180°的窄齿绕组反向串联，形成另一个悬浮绕组；所述两个悬浮绕组空间上相隔90°；所述转矩绕组个数与磁阻电机的相数m相同，每个转矩绕组由一个磁阻电机绕组和一个宽齿绕组串联构成；每个磁阻电机定子齿上绕有1个绕组，所有磁阻电机定子齿上的绕组，分m组，分别连接在一起，构成m个磁阻电机绕组；所述宽齿绕组共m个，每个E型结构宽齿上绕有m个绕组；在4个E型结构中，在每个宽齿上选取1个绕组，串联成1个宽齿绕组，从而形成m个宽齿绕组。