无轴承电机定子及无轴承电机的制作方法

本发明涉及电机，具体而言，涉及一种无轴承电机定子及无轴承电机。

背景技术：

1、目前，无轴承电机利用定子上缠绕的绕组提供悬浮力和能量，使得转子可以悬浮并转动，实现了无轴承电机的转子无轴承运行。例如公告号cn115514128a的专利，公开了一种无轴承高速电机结构，其结构与传统高速电机一样，由一套绕组提供稳定的悬浮力及能量。但是，仅由一套绕组提供稳定的悬浮力及能量，但控制器成本较高且控制策略复杂，容易引发转子悬浮的不稳定性。因此，需要一种更加稳定的无轴承电机。

技术实现思路

1、本发明提供了一种无轴承电机定子及无轴承电机，以解决现有技术中的无轴承电机中的转子悬浮不稳定的问题。

2、为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种无轴承电机定子，包括外定子和内定子，外定子具有沿周向分布的多个外定子槽，外定子槽内缠绕有能量绕组，能量绕组通电后产生外磁场；内定子设置在外定子内，内定子与外定子固定连接，内定子具有沿周向分布的多个内定子槽，内定子槽内缠绕有悬浮绕组，悬浮绕组通电后产生内磁场，内定子中的腔体用于穿入转子。

3、进一步地，外定子槽包括第一定子槽和第二定子槽，第一定子槽沿外定子的周向设置在外定子的内侧，第二定子槽沿外定子的周向设置在外定子的外侧，多个第一定子槽与多个第二定子槽一一对应。

4、进一步地，第一定子槽与第二定子槽之间具有缠绕梁，能量绕组穿过第一定子槽和第二定子槽，且缠绕于缠绕梁。

5、进一步地，第一定子槽靠近内定子一端的宽度小于第一定子槽靠近第二定子槽一端的宽度，第二定子槽的宽度大于第一定子槽的宽度。

6、进一步地，第一定子槽和第二定子槽均为c个，内定子槽为d个，d＝2c。

7、进一步地，外定子的极对数为a，内定子的极对数为b，b＝2a。

8、进一步地，内定子包括柱体和多个限位结构，柱体为圆环状，柱体具有多个内定子槽，多个限位结构在柱体的外周分布，多个限位结构与外定子槽一一对应地限位配合。

9、进一步地，外定子槽包括第一定子槽和第二定子槽，第一定子槽沿外定子的周向设置在外定子的内侧，第二定子槽沿外定子的周向设置在外定子的外侧，限位结构为燕尾齿，第一定子槽靠近内定子的一端具有两个相对的凸起，燕尾齿卡接在两个凸起之间。

10、进一步地，能量绕组采用背绕式结构缠绕于外定子，悬浮绕组采用单层链式绕组。

11、进一步地，相邻两个内定子槽之间具有绕齿，悬浮绕组缠绕在绕齿上。

12、根据本发明的另一方面，提供了一种无轴承电机，包括外壳、转子和上述的无轴承电机定子，无轴承电机定子设置在外壳内，转子穿过无轴承电机定子的内定子，无轴承电机在运行时，转子通过能量绕组提供的磁拉力和悬浮绕组提供的承载力悬浮转动。

13、进一步地，无轴承电机还包括两个备用轴承，两个备用轴承分别设置在外壳的两端，转子穿过两个备用轴承，备用轴承的内径大于转子的外径，备用轴承用于在无轴承电机停机时承载转子。

14、应用本发明的技术方案，提供了一种无轴承电机定子，包括外定子和内定子，外定子具有沿周向分布的多个外定子槽，外定子槽内缠绕有能量绕组，能量绕组通电后产生外磁场；内定子设置在外定子内，内定子与外定子固定连接，内定子具有沿周向分布的多个内定子槽，内定子槽内缠绕有悬浮绕组，悬浮绕组通电后产生内磁场，内定子中的腔体用于穿入转子。采用本方案，外定子具有多个外定子槽，能量绕组缠绕在外定子槽上，能量绕组通电后产生磁场，为转子提供旋转的力。内定子与外定子固定连接，内定子上缠绕有悬浮绕组，悬浮绕组通电后为转子提供承载转子悬浮的力。通过能量绕组和悬浮绕组共同控制转子的悬浮和转动，使得转子的控制更加稳定。

技术特征：

1.一种无轴承电机定子，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的无轴承电机定子，其特征在于，所述外定子槽(11)包括第一定子槽(111)和第二定子槽(112)，所述第一定子槽(111)沿所述外定子(10)的周向设置在所述外定子(10)的内侧，所述第二定子槽(112)沿所述外定子(10)的周向设置在所述外定子(10)的外侧，多个所述第一定子槽(111)与多个所述第二定子槽(112)一一对应。

3.根据权利要求2所述的无轴承电机定子，其特征在于，所述第一定子槽(111)与所述第二定子槽(112)之间具有缠绕梁(12)，所述能量绕组(13)穿过所述第一定子槽(111)和所述第二定子槽(112)，且缠绕于所述缠绕梁(12)。

4.根据权利要求2所述的无轴承电机定子，其特征在于，所述第一定子槽(111)靠近所述内定子(20)一端的宽度小于所述第一定子槽(111)靠近所述第二定子槽(112)一端的宽度，所述第二定子槽(112)的宽度大于所述第一定子槽(111)的宽度。

5.根据权利要求2所述的无轴承电机定子，其特征在于，所述第一定子槽(111)和所述第二定子槽(112)均为c个，所述内定子槽(21)为d个，d＝2c。

6.根据权利要求1所述的无轴承电机定子，其特征在于，所述外定子(10)的极对数为a，所述内定子(20)的极对数为b，b＝2a。

7.根据权利要求1所述的无轴承电机定子，其特征在于，所述内定子(20)包括柱体(22)和多个限位结构(23)，所述柱体(22)为圆环状，所述柱体(22)具有多个所述内定子槽(21)，多个所述限位结构(23)在所述柱体(22)的外周分布，多个所述限位结构(23)与所述外定子槽(11)一一对应地限位配合。

8.根据权利要求7所述的无轴承电机定子，其特征在于，所述外定子槽(11)包括第一定子槽(111)和第二定子槽(112)，所述第一定子槽(111)沿所述外定子(10)的周向设置在所述外定子(10)的内侧，所述第二定子槽(112)沿所述外定子(10)的周向设置在所述外定子(10)的外侧，所述限位结构(23)为燕尾齿，所述第一定子槽(111)靠近所述内定子(20)的一端具有两个相对的凸起，所述燕尾齿卡接在两个所述凸起之间。

9.根据权利要求1所述的无轴承电机定子，其特征在于，所述能量绕组(13)采用背绕式结构缠绕于所述外定子(10)，所述悬浮绕组(25)采用单层链式绕组。

10.根据权利要求1所述的无轴承电机定子，其特征在于，相邻两个所述内定子槽(21)之间具有绕齿(24)，所述悬浮绕组(25)缠绕在所述绕齿(24)上。

11.一种无轴承电机，其特征在于，包括外壳(30)、转子(40)和权利要求1至10任一项所述的无轴承电机定子，所述无轴承电机定子设置在所述外壳(30)内，所述转子(40)穿过所述无轴承电机定子的内定子(20)，所述无轴承电机在运行时，所述转子(40)通过所述能量绕组(13)提供的磁拉力和所述悬浮绕组(25)提供的承载力悬浮转动。

12.根据权利要求11所述的无轴承电机，其特征在于，所述无轴承电机还包括两个备用轴承(50)，两个所述备用轴承(50)分别设置在所述外壳(30)的两端，所述转子(40)穿过两个所述备用轴承(50)，所述备用轴承(50)的内径大于所述转子(40)的外径，所述备用轴承(50)用于在所述无轴承电机停机时承载所述转子(40)。

技术总结
本发明提供了一种无轴承电机定子及无轴承电机，无轴承电机定子包括外定子和内定子，外定子具有沿周向分布的多个外定子槽，外定子槽内缠绕有能量绕组，能量绕组通电后产生外磁场；内定子设置在外定子内，内定子与外定子固定连接，内定子具有沿周向分布的多个内定子槽，内定子槽内缠绕有悬浮绕组，悬浮绕组通电后产生内磁场，内定子中的腔体用于穿入转子。采用本方案，外定子具有多个外定子槽，能量绕组缠绕在外定子槽上，能量绕组通电后产生磁场，为转子提供旋转的力。内定子与外定子固定连接，内定子上缠绕有悬浮绕组，悬浮绕组通电后为转子提供承载转子悬浮的力。通过能量绕组和悬浮绕组共同控制转子的悬浮和转动，使得转子的控制更加稳定。

技术研发人员：熊博文,张芳,江耀星,赵冬生
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1