[实用新型]一种轴向永磁球面磁悬浮飞轮电机

权利要求书

1.一种轴向永磁球面磁悬浮飞轮电机，包括飞轮、转子和定子，其特征在于：

所述转子包括转子A相球面铁心(2)、转子B相球面铁心(3)、转子永磁体(4)、转子A相导磁环(5)、转子B相导磁环(6)；

所述定子包括定子A相球面铁心(7)、定子B相球面铁心(8)、定子永磁体(9)、定子A相导磁环(10)、定子B相导磁环(11)、定子套筒(12)；

所述转子A相球面铁心(2)、转子B相球面铁心(3)外侧分别固定转子A相导磁环(5)、转子B相导磁环(6)，转子A相导磁环(5)和转子B相导磁环(6)之间夹装转子永磁体(4)，转子永磁体(4)、转子A相导磁环(5)、转子B相导磁环(6)安装在飞轮(1)内侧，与飞轮(1)固定为一个整体；

所述定子A相球面铁心(7)、定子B相球面铁心(8)内侧分别固定定子A相导磁环(10)、定子B相导磁环(11)，定子A相导磁环(10)和定子B相导磁环(11)之间夹装定子永磁体(9)，定子永磁体(9)、定子A相导磁环(10)和定子B相导磁环(11)安装固定在定子套筒(12)外侧，与定子套筒(12)固定为一个整体；

所述转子A相球面铁心(2)、转子B相球面铁心(3)内侧与定子A相球面铁心(7)、定子B相球面铁心(8)留有间隙，形成A相气隙(13)和B相气隙(14)。

2.根据权利要求1所述的轴向永磁球面磁悬浮飞轮电机，其特征在于：上述A相转子球面铁心(2)和B相转子球面铁心(3)内侧等间隔设置十二个转子极(15)，定子A相球面铁心(7)和定子B相球面铁心(8)上分别设有八个窄齿转矩极(16)和四个宽齿悬浮极(17)；转矩极(16)和悬浮极(17)上分别绕有转矩控制线圈(19)和悬浮控制线圈(20)，八个窄齿转矩极(16)上的转矩控制线圈(19)相互串联构成相转矩绕组，四个宽齿悬浮极(17)上的悬浮控制线圈(20)两两串联，构成正交方向两套悬浮绕组；悬浮绕组通电流产生两极悬浮控制磁通(22)，转矩绕组通电流产生四极转矩控制磁通(23)；转矩极(16)和悬浮极(17)之间安装隔磁体(18)。

3.根据权利要求2所述的轴向永磁球面磁悬浮飞轮电机，其特征在于上述定子A相球面铁心(7)和定子B相球面铁心(8)上的转矩极(16)和悬浮极(17)的磁极均采用极靴结构，悬浮极(17)的极靴宽度是一个转子极距；转子A相球面铁心(2)内侧的十二个转子极和转子B相球面铁心(3)内侧的十二个转子极沿圆周方向错开一定机械角度。

4.根据权利要求2所述的轴向永磁球面磁悬浮飞轮电机，其特征在于：上述定子A相球面铁心(7)和定子B相球面铁心(8)的悬浮极和转矩极的磁极球面半径相等，且两者的球心完全重合；所述的转子A相球面铁心(2)和转子B相球面铁心(3)的磁极球面半径相等，且两者的球心完全重合；在转子处于平衡位置时，定子A相、B相球面铁心的球心和转子A相、B相球面铁心的球心完全重合。

5.根据权利要求1所述的轴向永磁球面磁悬浮飞轮电机，其特征在于：上述转子永磁体(4)和定子永磁体(9)均采用轴向充磁，且转子永磁体(4)充磁方向和定子永磁体(9)的充磁方向相反，为悬浮力产生提供永磁偏置磁通(21)。