一种双偏转隐式洛伦兹力偏转磁轴承的制作方法

本发明涉及一种非接触磁悬浮轴承，尤其涉及一种双偏转隐式洛伦兹力偏转磁轴承。

背景技术：

姿态控制系统是航天器的重要子系统，其姿态控制精度直接影响航天器的性能。随着空间技术的发展，航天器对姿态控制系统的要求越来越高，尤其是对体积、重量、寿命、可靠性、功能集成度等具有越来越苛刻的要求。目前绝大部分航天器姿态控制系统还是采用机械飞轮用作姿态系统的执行机构。由于机械飞轮存在固有摩擦、需要润滑、不能进行主动振动控制等缺陷，从根本上限制了飞轮性能进一步提高。磁悬浮飞轮是新一代惯性执行机构，由于采用了磁悬浮支承技术，消除了机械轴承的摩擦磨损，降低了飞轮不平衡质量引起的振动、提高了飞轮输出力矩精度和使用寿命，是高分对地观测卫星的理想惯性执行机构。由于磁悬浮飞轮消除了机械轴承的过零摩擦，在反作用工作模式下具有机械飞轮无法可比的优势。高速偏置工作模式下，磁轴承具有对飞轮转子进行主动振动控制功能和对卫星平台进行振动抑制的功能。进一步提高转速，使飞轮具有较大的动能，通过改变飞轮转速大小，将动能与电能进行相互转换，实现飞轮的姿控和储能两个功能，将其用作姿控储能两用飞轮。由于磁悬浮飞轮转子是在一定的磁间隙内悬浮支承，飞轮旋转轴可以在一定角度范围内来回偏转，能够瞬间输出较大的陀螺力矩，将其用作微框架飞轮，进一步加大偏转角还可用作大力矩飞轮(万向飞轮)。消除三轴平动悬浮对径向偏转悬浮的干扰力矩，使高速旋转的飞轮转子同时具备姿态敏感和姿态控制的功能，将其用作陀螺飞轮。力矩模式下，利用偏转磁轴承迫使高速转子发生进动，输出瞬间大力矩；敏感模式下，利用偏转磁轴承补偿径向扭动干扰力矩，使转子具有很好的定轴性。

洛伦兹力磁轴承产生的电磁力与电流成正比，线性度好，控制精度高，非常适合磁悬浮陀螺飞轮，用于径向两自由度高精度偏转控制。论文《一种磁悬浮陀螺飞轮方案设计与关键技术分析》所述的磁悬浮陀螺飞轮，采用一个三自由度洛伦兹力磁轴承实现了轴向平动和径向两自由度偏转控制，但其轴向绕组和偏转绕组沿径向安置于同一气隙内，气隙宽度一定下，轴向绕组和偏转绕组的总匝数一定，因此两种绕组匝数较少，导致磁轴承轴向平动悬浮刚度和偏转刚度偏低。授权专利201110253688.0一种大力矩磁悬浮飞轮采用偏转洛伦兹力磁轴承控制转子径向两自由度偏转，气隙宽度一定下，增加了绕组线圈匝数，提高了洛伦兹力磁轴承偏转力矩刚度，但其磁钢位于磁极端部，气隙边缘漏磁明显，降低了磁密均匀度。此外，磁钢所在圆的半径较大，整环磁钢需采用多块磁钢拼接而成，拼接缝隙会引起磁密周向波动，进一步降低了气隙磁密均匀性。中国专利201610597382.X一种双永磁体偏转洛伦兹力磁轴承，将磁钢内置于上、下导磁环中，降低了磁钢边缘效应，消除了拼接缝隙引起的磁密波动，但由于磁钢离绕组较远且圈数较少，导致气隙磁密较小，偏转刚度偏低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高磁密均匀性、高力矩精度、高偏转刚度的双偏转隐式洛伦兹力偏转磁轴承。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的双偏转隐式洛伦兹力偏转磁轴承，主要由转子系统和定子系统组成，转子系统主要包括：外安装套、外上导磁环、外中导磁环、外下导磁环、外上磁钢、外中上磁钢、外中下磁钢、外下磁钢、外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环、外下隔磁环、外上导磁锁母、外下导磁锁母、导磁盘、转盘、外组件锁母、内安装套、内上导磁环、内中导磁环、内下导磁环、内上磁钢、内中上磁钢、内中下磁钢、内下磁钢、内上隔磁环、内中上隔磁环、内中下隔磁环、内下隔磁环、内上导磁锁母、内下导磁锁母和内组件锁母；定子系统主要包括：定子骨架、铝基板、左下绕组、右下绕组、前下绕组、后下绕组、左上绕组、右上绕组、前上绕组、后上绕组和环氧树脂胶。外安装套位于外上导磁环、外中导磁环、外下导磁环、外上磁钢、外中上磁钢、外中下磁钢、外下磁钢、外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环、外下隔磁环、外上导磁锁母、外下导磁锁母的径向外侧，外上导磁环、外中导磁环和外下导磁环分别位于外安装套径向内侧上端、径向内侧中心和径向内侧下端，外上磁钢位于外上导磁环的轴向上端，外中上磁钢位于外上导磁环和外中导磁环之间，外中下磁钢位于外中导磁环和外下导磁环之间，外下磁钢位于外下导磁环的轴向下端，外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环和外下隔磁环分别位于外上磁钢、外中上磁钢、外中下磁钢和外下磁钢的径向内侧，外上导磁锁母位于外上磁钢和外上隔磁环的轴向上端，外下导磁锁母位于外下磁钢和外下隔磁环的轴向下端，外上导磁环、外中导磁环、外下导磁环、外上磁钢、外中上磁钢、外中下磁钢、外下磁钢、外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环和外下隔磁环通过外上导磁锁母和外下导磁锁母与外安装套之间的螺纹配合固定安装在外安装套上，导磁盘位于外安装套和外上导磁锁母的轴向上端，导磁盘位于转盘环形槽顶端，外安装套、外上导磁环、外中导磁环、外下导磁环、外上磁钢、外中上磁钢、外中下磁钢、外下磁钢、外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环、外下隔磁环、外上导磁锁母和外下导磁锁母位于转盘环形槽外壁径向内侧，并通过外组件锁母与转盘之间的螺纹配合固定安装在转盘上，内安装套位于内上导磁环、内中导磁环、内下导磁环、内上磁钢、内中上磁钢、内中下磁钢、内下磁钢、内上隔磁环、内中上隔磁环、内中下隔磁环、内下隔磁环、内上导磁锁母和内下导磁锁母的径向内侧，内上导磁环、内中导磁环和内下导磁环分别位于内安装套径向外侧上端、径向外侧中心和径向外侧下端，内上磁钢位于内上导磁环的轴向上端，内中上磁钢位于内上导磁环和内中导磁环之间，内中下磁钢位于内中导磁环和内下导磁环之间内下磁钢位于内下导磁环的轴向下端，内上隔磁环、内中上隔磁环、内中下隔磁环和内下隔磁环分别位于内上磁钢、内中上磁钢、内中下磁钢和内下磁钢的径向外侧，内上导磁锁母位于内上磁钢和内上隔磁环的轴向上端，内下导磁锁母位于内下磁钢和内下隔磁环的轴向下端，内上导磁环、内中导磁环、内下导磁环、内上磁钢、内中上磁钢、内中下磁钢、内下磁钢、内上隔磁环、内中上隔磁环、内中下隔磁环和内下隔磁环通过内上导磁锁母和内下导磁锁母之间的螺纹配合固定安装在内安装套上，内安装套、内上导磁环、内中导磁环、内下导磁环、内上磁钢、内中上磁钢、内中下磁钢、内下磁钢、内上隔磁环、内中上隔磁环、内中下隔磁环、内下隔磁环、内上导磁锁母和内下导磁锁母位于转盘环形槽内壁径向外侧，并通过内组件锁母与转盘之间的螺纹配合固定安装在转盘上，定子骨架位于外上导磁环、外中导磁环、外下导磁环、外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环和外下隔磁环的径向内侧，铝基板位于定子骨架径向外侧下方，左下绕组、右下绕组、前下绕组、后下绕组、左上绕组、右上绕组、前上绕组和后上绕组分别位于定子骨架的左下端径向外侧、右下端径向外侧、前下端径向外侧、后下端径向外侧、左上端径向外侧、右上端径向外侧、前上端径向外侧和后上端径向外侧，并通过环氧树脂胶固定安装在定子骨架上，外上导磁环、外中导磁环、外下导磁环、外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环和外下隔磁环的径向内侧与内上导磁环、内中导磁环、内下导磁环、内上隔磁环、内中上隔磁环、内中下隔磁环和内下隔磁环的径向外侧之间形成空气气隙。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的双偏转隐式洛伦兹力偏转磁轴承，采用多圈磁钢轴向内置方案，增大了气隙磁场强度和磁轴承偏转刚度，消除了磁钢因拼接缝隙引起的磁密波动，提高了磁密均匀性和磁轴承控制力矩精度。具有高磁密均匀性、高力矩精度、高偏转刚度的特点，可用于磁悬浮陀螺飞轮转子组件的两自由度偏转悬浮支承。

附图说明

图1为本发明实施例提供的双偏转隐式洛伦兹力偏转磁轴承的径向X向剖视图；

图2为本发明实施例提供的双偏转隐式洛伦兹力偏转磁轴承的径向Y向剖视图；

图3为本发明实施例中的转子系统的剖视图；

图4为本发明实施例中的定子系统的剖视图；

图5a为本发明实施例中的定子骨架的剖视图；

图5b为本发明实施例中的定子骨架的三维结构示意图；

图6为本发明实施例中的外安装套、外上导磁环、外中导磁环、外下导磁环、外上磁钢、外中上磁钢、外中下磁钢、外下磁钢、外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环、外下隔磁环、外上导磁锁母和外下导磁锁母组成的组件剖视图；

图7为本发明实施例中的内安装套、内上导磁环、内中导磁环、内下导磁环、内上磁钢、内中上磁钢、内中下磁钢、内下磁钢、内上隔磁环、内中上隔磁环、内中下隔磁环、内下隔磁环、内上导磁锁母和内下导磁锁母组成的组件剖视图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明的双偏转隐式洛伦兹力偏转磁轴承，其较佳的具体实施方式是：

主要由转子系统和定子系统组成，转子系统主要包括：外安装套、外上导磁环、外中导磁环、外下导磁环、外上磁钢、外中上磁钢、外中下磁钢、外下磁钢、外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环、外下隔磁环、外上导磁锁母、外下导磁锁母、导磁盘、转盘、外组件锁母、内安装套、内上导磁环、内中导磁环、内下导磁环、内上磁钢、内中上磁钢、内中下磁钢、内下磁钢、内上隔磁环、内中上隔磁环、内中下隔磁环、内下隔磁环、内上导磁锁母、内下导磁锁母和内组件锁母；定子系统主要包括：定子骨架、铝基板、左下绕组、右下绕组、前下绕组、后下绕组、左上绕组、右上绕组、前上绕组、后上绕组和环氧树脂胶。外安装套位于外上导磁环、外中导磁环、外下导磁环、外上磁钢、外中上磁钢、外中下磁钢、外下磁钢、外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环、外下隔磁环、外上导磁锁母、外下导磁锁母的径向外侧，外上导磁环、外中导磁环和外下导磁环分别位于外安装套径向内侧上端、径向内侧中心和径向内侧下端，外上磁钢位于外上导磁环的轴向上端，外中上磁钢位于外上导磁环和外中导磁环之间，外中下磁钢位于外中导磁环和外下导磁环之间，外下磁钢位于外下导磁环的轴向下端，外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环和外下隔磁环分别位于外上磁钢、外中上磁钢、外中下磁钢和外下磁钢的径向内侧，外上导磁锁母位于外上磁钢和外上隔磁环的轴向上端，外下导磁锁母位于外下磁钢和外下隔磁环的轴向下端，外上导磁环、外中导磁环、外下导磁环、外上磁钢、外中上磁钢、外中下磁钢、外下磁钢、外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环和外下隔磁环通过外上导磁锁母和外下导磁锁母与外安装套之间的螺纹配合固定安装在外安装套上，导磁盘位于外安装套和外上导磁锁母的轴向上端，导磁盘位于转盘环形槽顶端，外安装套、外上导磁环、外中导磁环、外下导磁环、外上磁钢、外中上磁钢、外中下磁钢、外下磁钢、外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环、外下隔磁环、外上导磁锁母和外下导磁锁母位于转盘环形槽外壁径向内侧，并通过外组件锁母与转盘之间的螺纹配合固定安装在转盘上，内安装套位于内上导磁环、内中导磁环、内下导磁环、内上磁钢、内中上磁钢、内中下磁钢、内下磁钢、内上隔磁环、内中上隔磁环、内中下隔磁环、内下隔磁环、内上导磁锁母和内下导磁锁母的径向内侧，内上导磁环、内中导磁环、内下导磁环分别位于内安装套径向外侧上端、径向外侧中心和径向外侧下端，内上磁钢位于内上导磁环的轴向上端，内中上磁钢位于内上导磁环和内中导磁环之间，内中下磁钢位于内中导磁环和内下导磁环之间内下磁钢位于内下导磁环的轴向下端，内上隔磁环、内中上隔磁环、内中下隔磁环和内下隔磁环分别位于内上磁钢、内中上磁钢、内中下磁钢和内下磁钢的径向外侧，内上导磁锁母位于内上磁钢和内上隔磁环的轴向上端，内下导磁锁母位于内下磁钢和内下隔磁环的轴向下端，内上导磁环、内中导磁环、内下导磁环、内上磁钢、内中上磁钢、内中下磁钢、内下磁钢、内上隔磁环、内中上隔磁环、内中下隔磁环和内下隔磁环通过内上导磁锁母和内下导磁锁母之间的螺纹配合固定安装在内安装套上，内安装套、内上导磁环、内中导磁环、内下导磁环、内上磁钢、内中上磁钢、内中下磁钢、内下磁钢、内上隔磁环、内中上隔磁环、内中下隔磁环、内下隔磁环、内上导磁锁母和内下导磁锁母位于转盘环形槽内壁径向外侧，并通过内组件锁母与转盘之间的螺纹配合固定安装在转盘上，定子骨架位于外上导磁环、外中导磁环、外下导磁环、外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环和外下隔磁环的径向内侧，铝基板位于定子骨架径向外侧下方，左下绕组、右下绕组、前下绕组、后下绕组、左上绕组、右上绕组、前上绕组和后上绕组分别位于定子骨架的左下端径向外侧、右下端径向外侧、前下端径向外侧、后下端径向外侧、左上端径向外侧、右上端径向外侧、前上端径向外侧和后上端径向外侧，并通过环氧树脂胶固定安装在定子骨架上，外上导磁环、外中导磁环、外下导磁环、外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环和外下隔磁环的径向内侧与内上导磁环、内中导磁环、内下导磁环、内上隔磁环、内中上隔磁环、内中下隔磁环和内下隔磁环的径向外侧之间形成空气气隙。

所述的外上导磁环、外中导磁环、外下导磁环、外上导磁锁母、外下导磁锁母、内上导磁环、内中导磁环、内下导磁环、内上导磁锁母和内下导磁锁母均为强导磁率的1J50或1J22棒材材料。所述的外安装套、外上隔磁环、外中上隔磁环、外中下隔磁环、外下隔磁环、外组件锁母、内安装套、内上隔磁环、内中上隔磁环、内中下隔磁环、内下隔磁环、内组件锁母和铝基板均为导热性能较好的硬铝合金2A12或超硬铝合金7A09棒材材料。所述的外上磁钢、外中上磁钢、外中下磁钢、外下磁钢、内上磁钢、内中上磁钢、内中下磁钢和内下磁钢均为钕铁硼合金或衫钴合金硬磁材料，且均为轴向充磁，其充磁方向依次为：上S下N、上N下S、上S下N、上N下S、上N下S、上S下N、上N下S、上S下N、或为上N下S、上S下N、上N下S、上S下N、上S下N、上N下S、上S下N、上N下S。所述的定子骨架为耐高温高强度的聚酰亚胺材料。所述的环氧树脂胶固化环境为常温真空环境，固化时间不低于72小时。所述的定子骨架左下、右下、前下、后下、左上、右上、前上和后上8方向有8个凸台，分别用于缠绕左下绕组、右下绕组、前下绕组、后下绕组、左上绕组、右上绕组、前上绕组和后上绕组，且左下绕组和左上绕组、右下绕组和右上绕组、前下绕组和前上绕组、后下绕组和后上绕组的缠绕方向和匝数相同。

上述方案的原理是：本发明中的一种双偏转隐式洛伦兹力偏转磁轴承，可控制转子沿径向两自由度偏转，通过外上磁钢、外中上磁钢、外中下磁钢、外下磁钢、内上磁钢、内中上磁钢、内中下磁钢、内下磁钢产生恒定永磁磁场，利用四对成对通电线圈在磁场中产生大小相等方向相反的安培力组成力偶，控制转子径向两自由度偏转。本发明的+X通道永磁磁路为：上部磁通从外上磁钢的N极出发，经过外上导磁环、上端气隙、左上绕组上端和内上导磁环，到达内上磁钢的S极，从内上磁钢的N极流出，经过内上导磁锁母、导磁盘和外上导磁锁母，回到外上磁钢的S极；中上部磁通从外中上磁钢的N极出发，经过外上导磁环、上端气隙、左上绕组上端和内上导磁环，到达内中上磁钢的S极，从内中上磁钢的N流出，经过内中导磁环、中部气隙、左上绕组下端、左下绕组上端和外中导磁环，回到外中上磁钢的S极；中下部磁通从外中下磁钢的N极出发，经过外下导磁环、下端气隙、左下绕组下端和内下导磁环，到达内中下磁钢的S极，从内中下磁钢的N极流出，经过内中导磁环、中部气隙、左上绕组下端、左下绕组上端和外中导磁环，回到外中下磁钢的S极；下部磁通从外下磁钢的N极出发，经过外下导磁环、下端气隙、左下绕组下端和内下导磁环，到内下磁钢的S极，从内下磁钢的N极流出，经过内下导磁锁母、底端气隙和外下导磁锁母，回到外下磁钢的S极。-X通道永磁磁路为：上部磁通从外上磁钢的N极出发，经过外上导磁环、上端气隙、右上绕组上端和内上导磁环，到达内上磁钢的S极，从内上磁钢的N极流出，经过内上导磁锁母、导磁盘和外上导磁锁母，回到外上磁钢的S极；中上部磁通从外中上磁钢的N极出发，经过外上导磁环、上端气隙、右上绕组上端和内上导磁环，到达内中上磁钢的S极，从内中上磁钢的N流出，经过内中导磁环、中部气隙、右上绕组下端、右下绕组上端和外中导磁环，回到外中上磁钢的S极；中下部磁通从外中下磁钢的N极出发，经过外下导磁环、下端气隙、右下绕组下端和内下导磁环，到达内中下磁钢的S极，从内中下磁钢的N极流出，经过内中导磁环、中部气隙、右上绕组下端、右下绕组上端和外中导磁环，回到外中下磁钢的S极；下部磁通从外下磁钢的N极出发，经过外下导磁环、下端气隙、右下绕组下端和内下导磁环，到内下磁钢的S极，从内下磁钢的N极流出，经过内下导磁锁母、底端气隙和外下导磁锁母，回到外下磁钢的S极。Y方向磁路如图2所示，与X方向类似。

本发明与现有技术相比的优点在于：与磁钢外置的显式洛伦兹力磁轴承方案相比，本发明采用磁钢内置的隐式方案，消除了因磁钢拼接缝引起的磁密波动，提高了气隙磁密均匀性和悬浮控制精度，与现有隐式方案相比，增加磁钢圈数和绕组个数，提高了气隙磁场强度和轴承支承刚度。

具体实施例：

如图1、图2所示，主要由转子系统和定子系统组成，转子系统主要包括：外安装套1、外上导磁环2A、外中导磁环2B、外下导磁环2C、外上磁钢3A、外中上磁钢3B、外中下磁钢3C、外下磁钢3D、外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C、外下隔磁环4D、外上导磁锁母5A、外下导磁锁母5B、导磁盘6、转盘7、外组件锁母8、内安装套9、内上导磁环10A、内中导磁环10B、内下导磁环10C、内上磁钢11A、内中上磁钢11B、内中下磁钢11C、内下磁钢11D、内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C、内下隔磁环12D、内上导磁锁母13A、内下导磁锁母13B和内组件锁母14；定子系统主要包括：定子骨架15、铝基板16、左下绕组17A、右下绕组17B、前下绕组17C、后下绕组17D、左上绕组18A、右上绕组18B、前上绕组18C、后上绕组18D和环氧树脂胶19。外安装套1位于外上导磁环2A、外中导磁环2B、外下导磁环2C、外上磁钢3A、外中上磁钢3B、外中下磁钢3C、外下磁钢3D、外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C、外下隔磁环4D、外上导磁锁母5A、外下导磁锁母5B的径向外侧，外上导磁环2A、外中导磁环2B和外下导磁环2C分别位于外安装套1径向内侧上端、径向内侧中心和径向内侧下端，外上磁钢3A位于外上导磁环2A的轴向上端，外中上磁钢3B位于外上导磁环2A和外中导磁环2B之间，外中下磁钢3C位于外中导磁环2B和外下导磁环2C之间，外下磁钢3D位于外下导磁环2C的轴向下端，外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C和外下隔磁环4D分别位于外上磁钢3A、外中上磁钢3B、外中下磁钢3C和外下磁钢3D的径向内侧，外上导磁锁母5A位于外上磁钢3A和外上隔磁环4A的轴向上端，外下导磁锁母5B位于外下磁钢3D和外下隔磁环4D的轴向下端，外上导磁环2A、外中导磁环2B、外下导磁环2C、外上磁钢3A、外中上磁钢3B、外中下磁钢3C、外下磁钢3D、外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C和外下隔磁环4D通过外上导磁锁母5A和外下导磁锁母5B与外安装套1之间的螺纹配合固定安装在外安装套1上，导磁盘6位于外安装套1和外上导磁锁母5A的轴向上端，导磁盘6位于转盘7环形槽顶端，外安装套1、外上导磁环2A、外中导磁环2B、外下导磁环2C、外上磁钢3A、外中上磁钢3B、外中下磁钢3C、外下磁钢3D、外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C、外下隔磁环4D、外上导磁锁母5A和外下导磁锁母5B位于转盘7环形槽外壁径向内侧，并通过外组件锁母8与转盘7之间的螺纹配合固定安装在转盘7上，内安装套9位于内上导磁环10A、内中导磁环10B、内下导磁环10C、内上磁钢11A、内中上磁钢11B、内中下磁钢11C、内下磁钢11D、内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C、内下隔磁环12D、内上导磁锁母13A和内下导磁锁母13B的径向内侧，内上导磁环10A、内中导磁环10B、内下导磁环10C分别位于内安装套9径向外侧上端、径向外侧中心和径向外侧下端，内上磁钢11A位于内上导磁环10A的轴向上端，内中上磁钢11B位于内上导磁环10A和内中导磁环10B之间，内中下磁钢11C位于内中导磁环10B和内下导磁环10C之间内下磁钢11D位于内下导磁环10C的轴向下端，内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C和内下隔磁环12D分别位于内上磁钢11A、内中上磁钢11B、内中下磁钢11C和内下磁钢11D的径向外侧，内上导磁锁母13A位于内上磁钢11A和内上隔磁环12A的轴向上端，内下导磁锁母13B位于内下磁钢11D和内下隔磁环12D的轴向下端，内上导磁环10A、内中导磁环10B、内下导磁环10C、内上磁钢11A、内中上磁钢11B、内中下磁钢11C、内下磁钢11D、内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C和内下隔磁环12D通过内上导磁锁母13A和内下导磁锁母13B之间的螺纹配合固定安装在内安装套9上，内安装套9、内上导磁环10A、内中导磁环10B、内下导磁环10C、内上磁钢11A、内中上磁钢11B、内中下磁钢11C、内下磁钢11D、内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C、内下隔磁环12D、内上导磁锁母13A和内下导磁锁母13B位于转盘7环形槽内壁径向外侧，并通过内组件锁母14与转盘7之间的螺纹配合固定安装在转盘7上，定子骨架15位于外上导磁环2A、外中导磁环2B、外下导磁环2C、外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C和外下隔磁环4D的径向内侧，铝基板16位于定子骨架15径向外侧下方，左下绕组17A、右下绕组17B、前下绕组17C、后下绕组17D、左上绕组18A、右上绕组18B、前上绕组18C和后上绕组18D分别位于定子骨架15的左下端径向外侧、右下端径向外侧、前下端径向外侧、后下端径向外侧、左上端径向外侧、右上端径向外侧、前上端径向外侧和后上端径向外侧，并通过环氧树脂胶19固定安装在定子骨架15上，外上导磁环2A、外中导磁环2B、外下导磁环2C、外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C和外下隔磁环4D的径向内侧与内上导磁环10A、内中导磁环10B、内下导磁环10C、内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C和内下隔磁环12D的径向外侧之间形成空气气隙20。

图3为本发明技术解决方案的转子系统的剖视图，转子系统主要包括：外安装套1、外上导磁环2A、外中导磁环2B、外下导磁环2C、外上磁钢3A、外中上磁钢3B、外中下磁钢3C、外下磁钢3D、外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C、外下隔磁环4D、外上导磁锁母5A、外下导磁锁母5B、导磁盘6、转盘7、外组件锁母8、内安装套9、内上导磁环10A、内中导磁环10B、内下导磁环10C、内上磁钢11A、内中上磁钢11B、内中下磁钢11C、内下磁钢11D、内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C、内下隔磁环12D、内上导磁锁母13A、内下导磁锁母13B和内组件锁母(14)，外安装套1位于外上导磁环2A、外中导磁环2B、外下导磁环2C、外上磁钢3A、外中上磁钢3B、外中下磁钢3C、外下磁钢3D、外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C、外下隔磁环4D、外上导磁锁母5A、外下导磁锁母5B的径向外侧，外上导磁环2A、外中导磁环2B和外下导磁环2C分别位于外安装套1径向内侧上端、径向内侧中心和径向内侧下端，外上磁钢3A位于外上导磁环2A的轴向上端，外中上磁钢3B位于外上导磁环2A和外中导磁环2B之间，外中下磁钢3C位于外中导磁环2B和外下导磁环2C之间，外下磁钢3D位于外下导磁环2C的轴向下端，外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C和外下隔磁环4D分别位于外上磁钢3A、外中上磁钢3B、外中下磁钢3C和外下磁钢3D的径向内侧，外上导磁锁母5A位于外上磁钢3A和外上隔磁环4A的轴向上端，外下导磁锁母5B位于外下磁钢3D和外下隔磁环4D的轴向下端，外上导磁环2A、外中导磁环2B、外下导磁环2C、外上磁钢3A、外中上磁钢3B、外中下磁钢3C、外下磁钢3D、外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C和外下隔磁环4D通过外上导磁锁母5A和外下导磁锁母5B与外安装套1之间的螺纹配合固定安装在外安装套1上，导磁盘6位于外安装套1和外上导磁锁母5A的轴向上端，导磁盘6位于转盘7环形槽顶端，外安装套1、外上导磁环2A、外中导磁环2B、外下导磁环2C、外上磁钢3A、外中上磁钢3B、外中下磁钢3C、外下磁钢3D、外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C、外下隔磁环4D、外上导磁锁母5A和外下导磁锁母5B位于转盘7环形槽外壁径向内侧，并通过外组件锁母8与转盘7之间的螺纹配合固定安装在转盘7上，内安装套9位于内上导磁环10A、内中导磁环10B、内下导磁环10C、内上磁钢11A、内中上磁钢11B、内中下磁钢11C、内下磁钢11D、内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C、内下隔磁环12D、内上导磁锁母13A和内下导磁锁母13B的径向内侧，内上导磁环10A、内中导磁环10B、内下导磁环10C分别位于内安装套9径向外侧上端、径向外侧中心和径向外侧下端，内上磁钢11A位于内上导磁环10A的轴向上端，内中上磁钢11B位于内上导磁环10A和内中导磁环10B之间，内中下磁钢11C位于内中导磁环10B和内下导磁环10C之间内下磁钢11D位于内下导磁环10C的轴向下端，内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C和内下隔磁环12D分别位于内上磁钢11A、内中上磁钢11B、内中下磁钢11C和内下磁钢11D的径向外侧，内上导磁锁母13A位于内上磁钢11A和内上隔磁环12A的轴向上端，内下导磁锁母13B位于内下磁钢11D和内下隔磁环12D的轴向下端，内上导磁环10A、内中导磁环10B、内下导磁环10C、内上磁钢11A、内中上磁钢11B、内中下磁钢11C、内下磁钢11D、内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C和内下隔磁环12D通过内上导磁锁母13A和内下导磁锁母13B之间的螺纹配合固定安装在内安装套9上，内安装套9、内上导磁环10A、内中导磁环10B、内下导磁环10C、内上磁钢11A、内中上磁钢11B、内中下磁钢11C、内下磁钢11D、内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C、内下隔磁环12D、内上导磁锁母13A和内下导磁锁母13B位于转盘7环形槽内壁径向外侧，并通过内组件锁母14与转盘7之间的螺纹配合固定安装在转盘7上，上述发明所用的外安装套1、外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C、外下隔磁环4D、外组件锁母8、内安装套9、内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C、内下隔磁环12D和内组件锁母14均为导热性能较好的硬铝合金2A12或超硬铝合金7A09棒材材料，外上导磁环2A、外中导磁环2B、外下导磁环2C、外上导磁锁母5A、外下导磁锁母5B、内上导磁环10A、内中导磁环10B、内下导磁环10C、内上导磁锁母13A和内下导磁锁母13B均为强导磁率的1J50或1J22棒材材料。外上磁钢3A、外中上磁钢3B、外中下磁钢3C、外下磁钢3D、内上磁钢11A、内中上磁钢11B、内中下磁钢11C和内下磁钢11D为钕铁硼合金或衫钴合金硬磁材料，且均为轴向充磁，其充磁方向依次为：上S下N、上N下S、上S下N、上N下S、上N下S、上S下N、上N下S、上S下N、或为上N下S、上S下N、上N下S、上S下N、上S下N、上N下S、上S下N、上N下S。

图4为本发明技术解决方案的定子系统的剖视图，定子系统主要包括：定子骨架15、铝基板16、左下绕组17A、右下绕组17B、前下绕组17C、后下绕组17D、左上绕组18A、右上绕组18B、前上绕组18C、后上绕组18D和环氧树脂胶19，定子骨架15径向外侧下方为铝基板16，铝基板16通过与定子骨架15下方的螺纹配合固定安装在定子骨架15上，左下绕组17A、右下绕组17B、前下绕组17C、后下绕组17D、左上绕组18A、右上绕组18B、前上绕组18C和后上绕组18D分别位于定子骨架15左下、右下、前下、后下、左上、右上、前上和后上8个凸台上，并通过环氧树脂胶19固化安装在定子骨架15上，环氧树脂胶19固化环境为常温真空环境，固化时间不低于24小时，左下绕组17A和左上绕组18A、右下绕组17B和右上绕组18B、前下绕组17C和前上绕组18C、后下绕组17D和后上绕组18D的缠绕方向分别相同。

图5a为本发明技术解决方案的定子骨架15的剖视图，图5b为本发明技术解决方案的定子骨架15的三维结构示意图，其材料为耐高温高强度的聚酰亚胺材料，其下端螺纹用于与铝基板16螺纹配合固定安装，其轴向上端左下、右下、前下、后下、左上、右上、前上和后上共有8个凸台，分别用于缠绕左下绕组17A、右下绕组17B、前下绕组17C、后下绕组17D、左上绕组18A、右上绕组18B、前上绕组18C和后上绕组18D。

图6为本发明技术解决方案的外安装套1、外上导磁环2A、外中导磁环2B、外下导磁环2C、外上磁钢3A、外中上磁钢3B、外中下磁钢3C、外下磁钢3D、外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C、外下隔磁环4D、外上导磁锁母5A和外下导磁锁母5B组成的组件剖视图；外安装套1位于外上导磁环2A、外中导磁环2B、外下导磁环2C、外上磁钢3A、外中上磁钢3B、外中下磁钢3C、外下磁钢3D、外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C、外下隔磁环4D、外上导磁锁母5A、外下导磁锁母5B的径向外侧，外上导磁环2A、外中导磁环2B和外下导磁环2C分别位于外安装套1径向内侧上端、径向内侧中心和径向内侧下端，外上磁钢3A位于外上导磁环2A的轴向上端，外中上磁钢3B位于外上导磁环2A和外中导磁环2B之间，外中下磁钢3C位于外中导磁环2B和外下导磁环2C之间，外下磁钢3D位于外下导磁环2C的轴向下端，外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C和外下隔磁环4D分别位于外上磁钢3A、外中上磁钢3B、外中下磁钢3C和外下磁钢3D的径向内侧，外上导磁锁母5A位于外上磁钢3A和外上隔磁环4A的轴向上端，外下导磁锁母5B位于外下磁钢3D和外下隔磁环4D的轴向下端，外上导磁环2A、外中导磁环2B、外下导磁环2C、外上磁钢3A、外中上磁钢3B、外中下磁钢3C、外下磁钢3D、外上隔磁环4A、外中上隔磁环4B、外中下隔磁环4C和外下隔磁环4D通过外上导磁锁母5A和外下导磁锁母5B与外安装套1之间的螺纹配合固定安装在外安装套1上。

图7为本发明技术解决方案的内安装套9、内上导磁环10A、内中导磁环10B、内下导磁环10C、内上磁钢11A、内中上磁钢11B、内中下磁钢11C、内下磁钢11D、内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C、内下隔磁环12D、内上导磁锁母13A和内下导磁锁母13B组成的组件剖视图；内安装套9位于内上导磁环10A、内中导磁环10B、内下导磁环10C、内上磁钢11A、内中上磁钢11B、内中下磁钢11C、内下磁钢11D、内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C、内下隔磁环12D、内上导磁锁母13A和内下导磁锁母13B的径向内侧，内上导磁环10A、内中导磁环10B和内下导磁环10C分别位于内安装套9径向外侧上端、径向外侧中心和径向外侧下端，内上磁钢11A位于内上导磁环10A的轴向上端，内中上磁钢11B位于内上导磁环10A和内中导磁环10B之间，内中下磁钢11C位于内中导磁环10B和内下导磁环10C之间内下磁钢11D位于内下导磁环10C的轴向下端，内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C和内下隔磁环12D分别位于内上磁钢11A、内中上磁钢11B、内中下磁钢11C和内下磁钢11D的径向外侧，内上导磁锁母13A位于内上磁钢11A和内上隔磁环12A的轴向上端，内下导磁锁母13B位于内下磁钢11D和内下隔磁环12D的轴向下端，内上导磁环10A、内中导磁环10B、内下导磁环10C、内上磁钢11A、内中上磁钢11B、内中下磁钢11C、内下磁钢11D、内上隔磁环12A、内中上隔磁环12B、内中下隔磁环12C和内下隔磁环12D通过内上导磁锁母13A和内下导磁锁母13B之间的螺纹配合固定安装在内安装套9上。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。