CN106685166A - 磁悬浮双面槽盘式电机 - Google Patents
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Abstract
飞轮蓄能器是一种新型的能量储存装置,蓄能时它把电能转化为机械能;使用时,它又把机械能转化为电能。因为它蓄能时间短,寿命长,无污染引起广泛重视。飞轮蓄能器最重要的部件是超高速电机(每分钟10万转),磁悬浮双面槽盘式电机能产生极高转速。发明内容如此超高转速电机,一般机械轴承无法使用,最好办法是采用磁悬浮轴承。而本专利所提出磁悬浮双面槽盘式电机本身具有磁悬浮轴承功能,本专利特点1,单定子铁芯,双主磁极转子;2,定子铁芯两面都对称设有线槽(附图1双面槽卷片铁芯);3,线圈跨绕在定子铁芯相对面槽中或错开一个极距;4,面对定子铁芯的两主磁极极性相反,电机本身就成为径向磁悬浮轴承;5,两对铁氧体永磁体,各对磁体同极性相对,形成轴向磁悬浮轴承。
Description
本专利特点
1,单定子铁芯,双主磁极转子;
2,定子铁芯两面都对称设有线槽(附图1);
3,线圈跨绕在定子铁芯相对面槽中或错开一个极距;
4,面对定子铁芯的两主磁极极性相反,电机本身就成为径向磁悬浮轴承;
5,两对铁氧体永磁体,各对磁体同极性相对,形成轴向磁悬浮轴承。
加纳大专利CA2114230采用超导磁轴承,但是,超导磁轴承技术十分复杂,低温冷却装置投资很高,使用维护困难,对永磁钢质量要求甚严,很难为普通用户所接受。
为什么超导有如此大效果呢。根据电磁场理论,磁力的方向永远向着磁场能量增加的方向。超导体使强磁钢产生的磁力线直线化,平行于磁钢中性线,使磁场能量最大化.不用超导体,有没有其它办法使永磁钢磁力线直线化,并平行于此钢中性线,从而使能量最大。这就是本专利要达到的目标。
物体悬浮实际上是力的平衡,平衡分动与静两类。物体浮在水面上,和空气中是静平衡,飞机在空中飞,地球围绕太阳转,是动平衡。磁悬浮也是力的平衡。下面分析几种平衡例子。
第一种,两块不同极性,形状相同永磁钢很快吸在一起。因为这时磁场储能最大,磁钢间磁力线平行于中性线,并垂直于磁面,直线度非常好。面与面也对得很準,这一点有点像超导体工作。但是用它来作磁悬浮轴承就很困难,定子铁芯受两对面磁钢吸引,气隙小的轴承吸力大,而气隙大的吸力小,破坏了平衡。
第二种,两块同极性,形状相同永磁钢,他们被此相斥,作为轴向磁悬浮对面两轴承,气隙大会变小,小的会变大,看来能维持周围空间位置,但是侧向磁场能量增大引起侧面位移,使轴向磁悬浮影响径向磁悬浮,反过来径向磁悬浮会影响周向磁悬浮。这一点是它的缺点。克服侧向位移是主要问题。
第三种,在轴的两端,各拉伸一弹簧,看来能维持轴的空间位置,但是,轴转动时,无法按装弹簧。只有静止的轴才可行。
发明内容
第一种方案,有明显径向磁悬浮功能,但影响轴向磁悬能力。图2所示“磁悬浮双面槽盘式电机“能解决此矛盾。
在图2中,定子铁芯(7)由卷式矽钢片组成双面槽结构(图1),线圈(6)跨绕在相对面槽中,或错开一个极距。在上,下面各间隔一个气隙与装在上,下转子(4)上的上,下主磁极(9)相对,两主磁极极性相反,这样就形成一个双面槽无刷直流电机,同时又是一个径向磁悬浮轴承
两转子固定在轴(11)上,下两主机极间距离不变,两气隙长度总和也不变,因此无论那个气隙发生串动,磁场总能量不变,串动力就很小,不会影响轴向磁轴承工作。
铁氧体永磁体(5)和(6)同极性性相对,形成轴向磁悬浮轴承。磁体成园形,大,小少有差别,这样转子少有摆动,磁场能量不变,摆动力很小,不会影响径向磁轴承工作。
永磁钢相对运动会产生涡流损耗,而铁氧体损耗极小。
图1是双面槽卷片铁芯,图2是磁悬浮双面槽盘式电机。
Claims (4)
1.在图2中,定子铁芯(7)由卷式矽钢片组成双面槽结构(图1),线圈(6)跨绕在相对面槽中,但错开一个极距。在上,下面各间隔一个气隙与装在上,下飞轮(4)上的上,下主磁极(9)相对,两主磁极极性相反,这样就形成一个双面槽无刷直流电机,同时又是一个径向磁悬浮轴承。
2.两转子固定在轴(11)上,下两主机极间距离不变,两气隙长度总和也不变,因此无论个气隙发生串动,磁场总能量不变,串动力就很小。
3.铁氧体永磁钢(5)和(6)同极性性相对,形成轴向磁悬浮轴承,,但大小不同,不影响径向磁轴承工作。
4.永磁钢相对运动会产生涡流损,耗,而铁氧体损耗极小。
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2015
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