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专利号: 202210879536X
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种爪极式磁悬浮力矩马达,其特征在于:包括同轴且间隙配合的定子组件和转子组件;

所述定子组件包括端盖(2)、爪极(8)、线圈骨架(6)和线圈(7)和导磁套(9),所述爪极(8)设置于端盖(2)下方,爪极(8)包括爪极齿朝下的上爪极(8A)和爪极齿朝上的下爪极(8B);上爪极(8A)和下爪极(8B)合拢配合,上爪极(8A)和下爪极(8B)之间形成的空腔内装有线圈骨架(6),线圈骨架(6)与爪极(8)之间通过过盈配合固连,线圈骨架(6)上绕有线圈(7);端盖(2)、爪极(8)和线圈骨架(6)同轴设置,端盖(2)、爪极(8)和线圈骨架(6)上设有沿轴线贯穿的圆形通孔,圆形通孔的内径与导磁套(9)的外径过盈配合;导磁套(9)穿设在圆形通孔内,线圈骨架(6)、爪极(8)均通过过盈配合与导磁套(9)固连,导磁套(9)的上端与端盖(2)固定连接;

所述转子组件包括环形外壳(3)、永磁体(5)、底座(4)和转轴(1),所述环形外壳(3)套设在爪极(8)外,环形外壳(3)的底部设有底座(4),底座(4)上设有底座台肩(4c),底座台肩(4c)中心开有一盲孔,底座台肩(4c)的边缘沿周向设有多个用于对永磁体(5)进行定位的定位杆(4b);转轴(1)的下端固定设置在盲孔内,转轴(1)的上端向上穿过定子组件的导磁套(9);

环形外壳(3)的内壁沿周向间隔设有多个永磁体(5),多个永磁体(5)与多个定位杆(4b)插空对应;相邻两个永磁体(5)的磁极在径向方向均相反,上爪极(8A)的爪极齿、下爪极(8B)的爪极齿与永磁体(5)之间存在的气隙为工作气隙,工作气隙的径向间距始终不变,工作气隙的面积随转子组件的转动改变;

所述转轴(1)、外壳(3)、爪极(8)、线圈骨架(6)、导磁套(9)均采用高导磁率的材料制造;所述端盖(2)、底座(4)采用不导磁的材料制造;所述永磁体(5)磁化方向指向爪极(8)的圆心;

当转子组件处于周向中位时,每一个爪极齿与两个相邻的且磁极相反的永磁体(5)正对且正对面积相同,爪极齿受到两个永磁体(5)的齿槽转矩分量大小相等方向相反,转子组件受力平衡悬浮于轴向中位;所述转子组件产生偏离周向中位的角位移后,受到使其回到周向中位的齿槽转矩;所述转子组件产生偏移轴向中位的位移后,受到使其回到轴向中位的轴向恢复力;

当线圈(7)通电后,所述力矩马达内产生轴向磁通,该磁通量被爪极(8)转换成径向磁通量;转换后的径向磁通量在转子组件和定子组件之间的气隙中,与永磁体(5)产生的极化磁通相互叠加;导致一部分气隙中的磁通密度增加,另一部分气隙中的磁通密度减少,使得转子组件在差动作用下产生角位移。

2.如权利要求1所述的一种爪极式磁悬浮力矩马达,其特征在于:所述端盖(2)在侧面设有一端盖螺纹孔(2a),端盖(2)通过端盖螺纹孔(2a)与导磁套(9)固定连接;所述底座(4)在侧面设有底座螺纹孔(4a),底座(4)通过底座螺纹孔(4a)与转轴(1)固定连接。

3.如权利要求1所述的一种爪极式磁悬浮力矩马达,其特征在于:所述爪极齿的轴向截面是等腰梯形或矩形,上爪极(8A)的爪极齿和下爪极(8B)的爪极齿在周向上交替分布。

4.如权利要求1所述的一种爪极式磁悬浮力矩马达,其特征在于:所述永磁体(5)的轴向截面是矩形或扇环形,永磁体(5)的顶面高度略高于爪极(8)的顶面高度。