一种磁悬浮开关磁阻飞轮电机的制作方法

文档序号:12197903阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种磁悬浮开关磁阻飞轮电机,包括外转子铁芯(1)和定子铁芯(4),其特征在于,所述外转子铁芯(1)和定子铁芯(4)以同心方式依次嵌套;所述外转子铁芯(1)由凸极转子(2)和圆柱形转子(3)轴向复合而成;所述凸极转子(2)内壁上等间隔设置8个转子凸极,每个转子凸极上均无绕组;所述定子铁芯(4)外壁等间隔设置12个定子凸极(5),每个定子凸极上绕有一套定子绕组(6)。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮开关磁阻飞轮电机,其特征在于,所述定子绕组(6)相互之间不串接,径向相对的四个定子绕组构成一相,一共分为三相。

3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮开关磁阻飞轮电机,其特征在于,所述四个定子绕组构成一相,一共分为A、B和C三相;A1、A2、A3和A4四个定子绕组构成A相定子绕组,分别位于x和y轴的正、负方向;B1、B2、B3和B4四个定子绕组构成B相定子绕组;C1、C2、C3和C4四个定子绕组构成C相定子绕组。

4.根据权利要求2所述的一种磁悬浮开关磁阻飞轮电机,其特征在于,所述定子凸极和所述转子凸极的极宽均为15°。

5.根据权利要求1所述的一种磁悬浮开关磁阻飞轮电机,其特征在于,采用双相导通解耦,在电机运行过程中,所述定子绕组(6)构成的三相中有两相同时导通;所述导通的两相,其中一相工作在悬浮励磁区,另一相工作在转矩励磁区。

6.根据权利要求5所述的一种磁悬浮开关磁阻飞轮电机,其特征在于,所述悬浮励磁区在每一相定子绕组(6)的最小相电感平底区,通过所述相内四极定子绕组(6)的不对称励磁,产生所需的径向悬浮力;

所述转矩励磁区在每一相定子绕组(6)的相电感上升区或相电感下降区,通过所述相内四极定子绕组(6)的对称励磁,可分别产生正电磁转矩或负电磁转矩,实现电机电动或发电运行。

7.根据权利要求5所述的一种磁悬浮开关磁阻飞轮电机,其特征在于,所述定子绕组构成的三相为A、B和C三相;A1、A2、A3和A4四个定子绕组构成A相定子绕组,分别位于x和y轴的正、负方向;B1、B2、B3和B4四个定子绕组构成B相定子绕组;C1、C2、C3和C4四个定子绕组构成C相定子绕组。

8.根据权利要求5所述的一种磁悬浮开关磁阻飞轮电机,其特征在于,外转子齿槽中心与A相定子凸极齿重合处为转子位置角θ的零度,转速以顺时针方向为正;当该飞轮电机运行于电动状态,在-22.5°≤θ<-7.5°区间,以B相作为悬浮励磁相,以C相作为转矩励磁相;在-7.5°≤θ<7.5°区间,以A相作为悬浮励磁相,以B相作为转矩励磁相;在7.5°≤θ<22.5°区间,以C相作为悬浮励磁相,以A相作为转矩励磁相。

9.根据权利要求5所述的一种磁悬浮开关磁阻飞轮电机,其特征在于,外转子齿槽中心与A相定子凸极齿重合处为转子位置角θ的零度,转速以顺时针方向为正;当该飞轮电机运行于发电状态,在-22.5°≤θ<-7.5°区间,以B相作为悬浮励磁相,以A相作为转矩励磁相;在-7.5°≤θ<7.5°区间,以A相作为悬浮励磁相,以C相作为转矩励磁相;在7.5°≤θ<22.5°区间,以C相作为悬浮励磁相,以B相作为转矩励磁相。

10.根据权利要求6所述的一种磁悬浮开关磁阻飞轮电机,其特征在于,iA1和iA2分别是位于x、y轴正方向的定子绕组电流,iA3和iA4分别是x、y轴负方向的定子绕组电流;在A相绕组电感最小的平底区通过iA1、iA2、iA3和iA4的不对称励磁,产生使转子悬浮的径向力;

iA1导通时,产生沿x轴正方向的悬浮力;iA3导通时,产生沿x轴负方向的悬浮力;iA2导通时,产生沿y轴正方向的悬浮力,iA4导通时产生沿y轴负方向的悬浮力;控制x轴方向和y轴方向的悬浮力,可合成任意方向的悬浮力;

在B相绕组电感最小的平底区以及C相绕组电感最小的平底区,分别通过不对称励磁产生转子悬浮所需答任意方向径向力。

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