【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及電機，尤其是涉及一種磁阻電機及其控制方法。
技術(shù)介紹
1、隨著科技的進步，高速電機的應用越來越廣泛，其廣泛應用于能源、醫(yī)療、工業(yè)等方面。尤其是在航空和新能源領(lǐng)域，電機的設計功率密度要求越來越高，而由之帶來的電機結(jié)構(gòu)復雜、體積大、軸承發(fā)熱量高成為了制約高速電機發(fā)展的瓶頸。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于此，本申請?zhí)峁┮环N磁阻電機及其控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的電機結(jié)構(gòu)復雜、體積大及軸承發(fā)熱量高等問題。
2、為達到上述目的，本申請實施例的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
3、一方面，本申請實施例提供一種磁阻電機，包括：
4、轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括繞轉(zhuǎn)子軸線沿周向均勻間隔分布的n個永磁體，n為偶數(shù)且n≥4，在垂直于所述轉(zhuǎn)子軸線的截面上，每一所述永磁體的永磁場方向與周向相鄰的所述永磁體的永磁場方向其一沿徑向指向所述轉(zhuǎn)子軸線、另一沿徑向背向所述轉(zhuǎn)子軸線；
5、定子，所述定子包括繞定子軸線沿周向均勻間隔分布的a×n個定子繞組，間隔a-1個所述定子繞組的n個所述定子繞組形成一定子繞組組合，其中a為整數(shù)且a≥2；
6、在垂直于所述轉(zhuǎn)子軸線的截面上，每一所述定子繞組的電磁場方向與徑向相對的所述定子繞組的電磁場方向相同，且沿徑向指向所述定子軸線或沿徑向背向所述定子軸線；
7、磁極檢測裝置，用于檢測位于所述磁極檢測裝置處的所述轉(zhuǎn)子的永磁場方向獲得磁極檢測結(jié)果；
8、偏心檢測裝置，用于檢測所述轉(zhuǎn)子軸線相對所述定子軸線的位置獲得位置
9、控制器，與所述定子繞組、所述轉(zhuǎn)子磁極檢測裝置及所述偏心檢測裝置電連接，用于根據(jù)接收到的所述磁極檢測結(jié)果和所述位置檢測結(jié)果控制所述定子繞組；
10、其中，所述控制器配置為按照接收的外部指令：調(diào)節(jié)至少一所述定子繞組組合中的所述定子繞組的電流方向和大小，使所述轉(zhuǎn)子軸線與所述定子軸線重合；調(diào)節(jié)每一所述定子繞組組合中的所述定子繞組的電流方向和大小，使所述轉(zhuǎn)子軸線與所述定子軸線重合且所述轉(zhuǎn)子相對所述定子旋轉(zhuǎn)。
11、在其中一個實施例中，所述定子繞組被配置為：僅一組所述定子繞組組合通電可使所述轉(zhuǎn)子移動至所述轉(zhuǎn)子軸線與所述定子軸線重合。
12、在其中一個實施例中，所述磁阻電機還包括電機外殼，所述電機外殼為圓柱狀殼體，所述定子繞組沿所述電機外殼的內(nèi)壁均勻分布，并在所述電機外殼的心部繞所述定子軸線形成用于容納所述轉(zhuǎn)子的空腔。
13、在其中一個實施例中，所述轉(zhuǎn)子的外周面上設有多個向所述轉(zhuǎn)子內(nèi)部凹陷的凹槽。
14、在其中一個實施例中，所述永磁體的數(shù)量為4個，所述定子繞組的數(shù)量為8個，所述磁極檢測裝置固定于所述電機外殼上；其中一所述定子繞組組合中，4個所述定子繞組分別位于所述電機外殼的豎直方向的內(nèi)壁上及水平方向的內(nèi)壁上。
15、在其中一個實施例中，所述偏心檢測裝置固定于所述電機外殼上，包括第一位置檢測器和第二位置檢測器，所述第一位置檢測器與其中一個所述定子繞組的位置對應設置，所述第二位置檢測器與另一個所述定子繞組的位置對應設置，兩個所述位置檢測器對應的兩個所述定子繞組的中心線間的夾角為直角。
16、另一方面，本申請實施例提供一種磁阻電機的控制方法，用于控制上述的磁阻電機，包括以下步驟：
17、s1、所述磁極檢測裝置檢測位于所述磁極檢測裝置處的所述轉(zhuǎn)子的永磁場方向，得到磁極檢測結(jié)構(gòu)，并將所述磁極檢測結(jié)果發(fā)送給所述控制器；所述控制器接收所述磁極檢測結(jié)果，并根據(jù)所述磁極檢測結(jié)果確定至少一所述定子繞組組合的所述定子繞組的電流方向和大小，以使所述轉(zhuǎn)子受到豎直向上的作用力以對抗所述轉(zhuǎn)子的重力；
18、s2、所述偏心檢測裝置實時檢測所述轉(zhuǎn)子軸線相對所述定子軸線的位置，得到并將位置檢測結(jié)果發(fā)送至所述控制器；所述控制器接收所述位置檢測結(jié)果，并將所述位置檢測結(jié)果與預設位置信息作比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述定子繞組的電流大小。
19、在其中一個實施例中，在所述步驟s2后還包括以下步驟：
20、s3、根據(jù)所述控制器接收到的外部指令，確定所述定子繞組的電流方向和大小，以使所述轉(zhuǎn)子按照所述外部指令中的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度相對所述定子轉(zhuǎn)動；
21、s4、所述磁極檢測裝置實時檢測獲得所述磁極檢測結(jié)果，所述偏心檢測裝置實時檢測獲得所述位置檢測結(jié)果，并將所述磁極檢測結(jié)果和所述位置檢測結(jié)果發(fā)送至所述控制器；所述控制器將所述位置檢測結(jié)果與預設位置信息作比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整所述定子繞組的電流大小，根據(jù)磁極檢測結(jié)果調(diào)整所述定子繞組的電流方向。
22、在其中一個實施例中，所述步驟s1中，根據(jù)所述磁極檢測結(jié)果確定至少一所述定子繞組組合的所述定子繞組的電流方向，具體為：
23、控制位于所述磁極檢測裝置處的所述定子繞組的電流方向，使所述定子繞組的電磁場方向和所述磁極檢測結(jié)果的永磁場方向相反設置。
24、在其中一個實施例中，在步驟s3中，還包括如下步驟：
25、以步驟s1中的所述定子繞組組合中的電流方向為依據(jù)，沿旋轉(zhuǎn)方向順序?qū)ο乱幌噜彽乃龆ㄗ永@組組合通電，并控制其電流方向，使其每一所述定子繞組與其上一相鄰的所述定子繞組的電流方向相同。
26、在其中一個實施例中，在步驟s2和步驟s4中，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述定子繞組的電流大小，具體為：
27、將比較結(jié)果為沿徑向向外偏移時定義為正偏差，反之定義為負偏差；當所述比較結(jié)果為正偏差時，控制與所述偏心檢測裝置對應的所述定子繞組的電流減小；當所述比較結(jié)果為負偏差時，控制與所述偏心檢測裝置對應的所述定子繞組的電流增大。
28、本申請至少具有以下有益效果：本申請實施例提供的磁阻電機，其整體結(jié)構(gòu)簡單，通過定子繞組和轉(zhuǎn)子永磁體的對應設置，可使轉(zhuǎn)子以懸浮的狀態(tài)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子與定子之間幾乎無摩擦力產(chǎn)生，大大減小了磁阻電機的發(fā)熱量。本申請實施例的磁阻電機的控制方法通過控制器對定子繞組的電流大小和方向分別進行控制即可使懸浮系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)形成一體化，簡化了電機結(jié)構(gòu)及控制步驟，有利于提高磁阻電機的轉(zhuǎn)速。
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1.一種磁阻電機，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的磁阻電機，其特征在于，所述定子繞組被配置為：僅一組所述定子繞組組合通電可使所述轉(zhuǎn)子移動至所述轉(zhuǎn)子軸線與所述定子軸線重合。
3.如權(quán)利要求2所述的磁阻電機，其特征在于：還包括電機外殼，所述電機外殼為圓柱狀殼體，所述定子繞組沿所述電機外殼的內(nèi)壁均勻分布，并在所述電機外殼的心部繞所述定子軸線形成用于容納所述轉(zhuǎn)子的空腔。
4.如權(quán)利要求3所述的磁阻電機，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子的外周面上設有多個向所述轉(zhuǎn)子內(nèi)部凹陷的凹槽。
5.如權(quán)利要求3所述的磁阻電機，其特征在于：所述永磁體的數(shù)量為4個，所述定子繞組的數(shù)量為8個，所述磁極檢測裝置固定于所述電機外殼上；其中一所述定子繞組組合中，4個所述定子繞組分別位于所述電機外殼的豎直方向的內(nèi)壁上及水平方向的內(nèi)壁上。
6.如權(quán)利要求3所述的磁阻電機，其特征在于：所述偏心檢測裝置固定于所述電機外殼上，包括第一位置檢測器和第二位置檢測器，所述第一位置檢測器與其中一個所述定子繞組的位置對應設置，所述第二位置檢測器與另一個所述定子繞組的位置對應設置
7.一種磁阻電機的控制方法，其特征在于，用于控制如權(quán)利要求1至6任意一項所述的磁阻電機，包括以下步驟：
8.如權(quán)利要求7所述的磁阻電機的控制方法，其特征在于，在所述步驟S2后還包括以下步驟：
9.如權(quán)利要求7所述的磁阻電機的控制方法，其特征在于：所述步驟S1中，根據(jù)所述磁極檢測結(jié)果確定至少一所述定子繞組組合的所述定子繞組的電流方向，具體為：
10.如權(quán)利要求7所述的磁阻電機的控制方法，其特征在于：在步驟S3中，還包括如下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種磁阻電機，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的磁阻電機，其特征在于，所述定子繞組被配置為：僅一組所述定子繞組組合通電可使所述轉(zhuǎn)子移動至所述轉(zhuǎn)子軸線與所述定子軸線重合。
3.如權(quán)利要求2所述的磁阻電機，其特征在于：還包括電機外殼，所述電機外殼為圓柱狀殼體，所述定子繞組沿所述電機外殼的內(nèi)壁均勻分布，并在所述電機外殼的心部繞所述定子軸線形成用于容納所述轉(zhuǎn)子的空腔。
4.如權(quán)利要求3所述的磁阻電機，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子的外周面上設有多個向所述轉(zhuǎn)子內(nèi)部凹陷的凹槽。
5.如權(quán)利要求3所述的磁阻電機，其特征在于：所述永磁體的數(shù)量為4個，所述定子繞組的數(shù)量為8個，所述磁極檢測裝置固定于所述電機外殼上；其中一所述定子繞組組合中，4個所述定子繞組分別位于所述電機外殼的豎直方向的內(nèi)壁上及水平方向的內(nèi)壁上。
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李春輝，馬嚴，周啟東，
申請(專利權(quán))人：貴州智慧能源科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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