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龙图腾网获悉中国人民解放军海军工程大学申请的专利五自由度磁悬浮电机结构及其集成设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120750080B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511241682.X，技术领域涉及：H02K5/16；该发明授权五自由度磁悬浮电机结构及其集成设计方法是由姜豪;潘家旺;苏振中;刘奇;张何飞;肖凯;薄凯设计研发完成，并于2025-09-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本五自由度磁悬浮电机结构及其集成设计方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种五自由度磁悬浮电机结构及其集成设计方法，涉及磁悬浮电机技术领域，其由转轴、保护轴承、位移传感器、无轴承永磁电机、机壳、轴‑径向一体式磁轴承、旋转变压器等部件组成。该电机结构采用一个无轴承永磁电机加一个轴‑径向一体式磁轴承的集成结构，在实现电机五自由度悬浮的同时，减少了磁轴承部件数量，缩小了电机体积，可显著提升电机的功率密度，在高速旋转机械设备等领域具有广泛的应用前景。集成式设计方法包括无轴承永磁电机的设计方法、轴‑径向一体式磁轴承的设计方法，以及设计校核方法，通过不同部件的串并联混合协同设计以及精确磁路计算方法，缩短电机设计时间，显著提升设计效率。

本发明授权五自由度磁悬浮电机结构及其集成设计方法在权利要求书中公布了：1.一种五自由度磁悬浮电机结构的集成设计方法，所述五自由度磁悬浮电机结构包括转轴，其特征在于，所述五自由度磁悬浮电机结构还包括： 无轴承永磁电机，产生两个径向自由度的悬浮力，且可驱动所述转轴旋转； 轴-径向一体式磁轴承，同时具备径向磁轴承与轴向磁轴承功能，产生两个径向自由度和一个轴向自由度共三个自由度的悬浮力； 所述无轴承永磁电机和轴-径向一体式磁轴承分别环绕安装在转轴两侧外周，且与转轴同轴装配； 所述无轴承永磁电机和轴-径向一体式磁轴承相互配合，联合实现五自由度磁悬浮； 所述五自由度磁悬浮电机结构的集成设计方法包括无轴承永磁电机的设计方法、轴-径向一体式磁轴承的设计方法，以及设计校核方法三个步骤； 其中，所述无轴承永磁电机的设计方法的具体步骤如下所示： S1、主要尺寸计算：包括无轴承永磁电机主要尺寸计算和气隙长度计算；无轴承永磁电机主要尺寸根据输入功率来确定： ； 其中： D i1为定子内径； L ef 为铁芯有效长度； n为额定转速； p 1为电机的输入功率； α p 为电机的计算极弧系数； K nm 为气隙磁场的波形系数； K dp 为电机基波绕组系数； A为转矩绕组电负荷； B δ 为永磁体在气隙处产生的磁密幅值； 电机气隙长度根据无轴承永磁电机的主要尺寸进行确定： ； 其中：δ为电机气隙长度； S2、永磁体计算：根据气隙长度和工作磁密，计算永磁体厚度： ； 其中： μ 0为真空磁导率； H c 为永磁体的矫顽力； B 0为工作磁密； S3、绕组参数计算：根据电机磁通，计算转矩绕组的相串联导体数： ，； 其中： U ph 为相电压； Φ为电机磁通； f为工作频率； P M 为转矩绕组极对数； 结合电机支承载荷要求，进一步计算悬浮绕组的相串联导体数： ，； 其中： P B 为悬浮绕组极对数； L B 为悬浮力绕组自感； N M 、NB分别为转矩绕组与悬浮力绕组每相绕组串联等效匝数； 为转矩绕组每相磁链； F为支承载荷； i B 为最大悬浮电流； r分别为电机转子铁芯外径； S4、定子参数计算：根据槽满率和线径确定，包括槽形的选取以及定子尺寸计算。

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