[发明专利]磁悬浮球形电动机系统

权利要求书

1.磁悬浮球形电动机系统，包括电动机的定子及绕组、球形转子、输出转臂构成的磁悬浮球形电动机和检测控制系统，输出转臂与球形转子连接固定成一体，z的正方向为输出转臂伸出方向，检测控制系统由x、y、z三个坐标轴方向的独立控制子系统组成，各子系统由悬浮控制器、解耦控制器、2Φ/3Φ变换电路、整流稳压电路、逆变器、传感器、信号检测处理电路组成，控制所在坐标轴方向球形转子的移动、悬浮和转动状态，其特征是所述的定子由五个或六个分体式凸极定子构成，定子的凸极定子的凸极之间的槽内绕有三相通电线圈绕组，所有凸极定子的表面构成一球形包络内表面，定子球形包络内表面与球形转子外表面之间在二者同心时存在设定的气隙长度，凸极定子以球形转子中心为坐标原点，按x-y-z的空间三维坐标系正交布置在球形转子各侧面，其中，在x方向对称于坐标原点各布置一个凸极定子，在y方向对称于坐标原点各布置一个凸极定子，在z方向布置一个或二个凸极定子。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮球形电动机系统，其特征是所述的检测控制系统根据转子在某坐标轴方向偏离平衡位置的差动信号，适时调节该坐标轴上对称于转子的两个凸极定子绕组的转矩电流指令信号，差动调节提供给两个凸极定子绕组的驱动电流，使产生的磁悬浮合力将球形转子稳定悬浮在该坐标轴的平衡状态。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮球形电动机系统，其特征是所述的磁悬浮球形电动机在检测控制系统的综合控制下，产生沿定子对称轴方向作用于球形转子的磁推/拉力和产生绕定子对称轴并与转子球表面相切的磁转矩。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮球形电动机系统，其特征是所述的磁悬浮球形电动机在空间三维坐标系的x和y坐标轴上，对称于球形转子布置的两个向心推/拉力磁悬浮球形电机定子，z坐标上布置的一个或二个向心推/拉力磁悬浮球形电机的凸极定子，在检测控制系统综合作用下，绕三个坐标方向的向心推/拉力磁悬浮球形电机的定子共同作用，实现球形转子稳定悬浮在定子凸极包络球的中心，且驱动其多自由度转动。

5.根据权利要求1所述的磁悬浮球形电动机系统，其特征是所述的球形转子的球表面开有相互垂直且连续的沟槽，沟槽将整个球表面分为几何形状相同的微小单元面的转子凸极，在沟槽内下导体构成转子绕组或电枢绕组。