[發(fā)明專利]磁懸浮軸承電機(jī)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910024727.2
• 申請(qǐng)日: 2009-02-12
• 公開（公告）號(hào): CN101807869A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卓向東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 卓向東
• 主分類號(hào): H02N15/00
• 分類號(hào): H02N15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁懸浮軸承電機(jī)，該電機(jī)是利用均衡擠壓磁懸浮軸承或抗偏心磁懸浮軸承取代傳統(tǒng)滾動(dòng)軸承，使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)完全沒有摩擦力。屬于磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，高速電機(jī)之所以沒有形成產(chǎn)業(yè)化，其主要原因是沒有能夠承載高載荷的磁懸浮軸承。現(xiàn)階段的電磁懸浮軸承還不能滿足高速電機(jī)的產(chǎn)業(yè)化要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的原理是利用釹鐵硼永磁磁懸浮軸承取代傳統(tǒng)滾動(dòng)軸承和電磁磁懸浮軸承，使電機(jī)即能夠?qū)崿F(xiàn)全磁懸浮運(yùn)轉(zhuǎn)，又能夠適應(yīng)方便使用和產(chǎn)業(yè)化的要求。

本發(fā)明原理解決的問題所采用的技術(shù)方案是：在電機(jī)殼的內(nèi)側(cè)兩端固定兩個(gè)徑向擠壓磁環(huán)，擠壓兩個(gè)安裝在主軸上的徑向懸浮環(huán)，實(shí)現(xiàn)永磁徑向懸浮；兩個(gè)軸向擠壓環(huán)固定在徑向擠壓環(huán)內(nèi)測(cè)的電機(jī)殼上，擠壓兩個(gè)固定在主軸上的軸向懸浮環(huán)，實(shí)現(xiàn)永磁軸向懸浮。電機(jī)殼的中間安裝電機(jī)定子，主軸的中間安裝電機(jī)轉(zhuǎn)子。這樣電機(jī)轉(zhuǎn)子就可通過磁懸浮軸承懸浮起來，實(shí)現(xiàn)無摩擦懸浮旋轉(zhuǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的磁懸浮軸承電機(jī)的徑向剖面構(gòu)造圖。

圖2是本發(fā)明的錐形環(huán)磁懸浮軸承電機(jī)的徑向剖面構(gòu)造圖。

圖3是本發(fā)明的抗偏心磁懸浮軸承電機(jī)的徑向剖面構(gòu)造圖。

圖4是本發(fā)明的可移動(dòng)抗偏心擠壓環(huán)磁懸浮電機(jī)的徑向剖面構(gòu)造圖。

圖5是本發(fā)明的不封閉環(huán)徑向抗偏心磁懸浮軸承電機(jī)的徑向剖面構(gòu)造圖。

圖6是本發(fā)明的外轉(zhuǎn)子式抗偏心磁懸浮電機(jī)的徑向剖面構(gòu)造圖。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

圖1中，主軸1，電機(jī)殼2，徑向懸浮磁環(huán)3，徑向擠壓磁環(huán)4，軸向懸浮磁環(huán)5，固定在電機(jī)殼上的軸向擠壓磁環(huán)6，不導(dǎo)磁的環(huán)7，電機(jī)轉(zhuǎn)子8，電機(jī)定子9等。安裝在軸承套2兩端的徑向擠壓磁環(huán)4通過磁環(huán)內(nèi)測(cè)面的擠壓力，對(duì)安裝在主軸1上的懸浮磁環(huán)3實(shí)施均衡徑向擠壓，使徑向懸浮磁環(huán)3處于徑向懸浮狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)主軸徑向懸浮。安裝在電機(jī)殼2上的軸向擠壓磁環(huán)6對(duì)固定在主軸上的軸向懸浮磁環(huán)5徑向軸向擠壓，實(shí)現(xiàn)主軸軸向懸浮。這樣整個(gè)主軸就處于懸浮狀態(tài)。

圖2中，兩個(gè)內(nèi)測(cè)為錐形斜面的徑向擠壓磁環(huán)4安裝在電機(jī)殼2的兩端，擠壓兩個(gè)外側(cè)為錐面的斜面的徑向懸浮磁環(huán)3，徑向懸浮磁環(huán)3固定在主軸1上，帶動(dòng)主軸1實(shí)現(xiàn)徑向懸浮；兩個(gè)軸向擠壓磁環(huán)7固定在電機(jī)殼2上，大軸向懸浮套環(huán)5套在小軸向懸浮套環(huán)6的外側(cè)，共同擠壓兩個(gè)軸向擠壓環(huán)7，實(shí)現(xiàn)軸向懸浮。電機(jī)定子9安裝在電機(jī)殼2的中部；電機(jī)轉(zhuǎn)子10固定在主軸1上，與定子對(duì)應(yīng)。主軸上的軸向懸浮磁環(huán)組(5和6)與徑向懸浮磁環(huán)3通過不導(dǎo)磁的環(huán)8隔開。

圖3中，兩個(gè)抗偏心徑向擠壓磁環(huán)4固定在電機(jī)殼2的兩端，擠壓兩個(gè)固定在主軸1上的抗偏心徑向懸浮磁環(huán)3，兩個(gè)徑向擠壓磁環(huán)4a固定在磁環(huán)4的內(nèi)測(cè)，擠壓固定在主軸1上的兩個(gè)徑向懸浮環(huán)3a。兩個(gè)軸向擠壓環(huán)6安裝在電機(jī)殼2上，分別擠壓固定在主軸1上的軸向懸浮環(huán)5，實(shí)現(xiàn)主軸1的軸向懸浮。電機(jī)轉(zhuǎn)子8安裝在主軸上，電機(jī)定子9安裝在電機(jī)殼上，與轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)。固定在主軸上的懸浮磁環(huán)之間可以用不導(dǎo)磁的環(huán)7隔開。

由于抗偏心徑向擠壓磁環(huán)4的內(nèi)徑大于徑向擠壓磁環(huán)4a的內(nèi)徑，這樣主軸在受到附加載荷，出現(xiàn)徑向位移時(shí)，抗偏心徑向懸浮磁環(huán)3的一邊就會(huì)靠近抗偏心徑向擠壓磁環(huán)4一邊，而另外一邊就會(huì)遠(yuǎn)離磁環(huán)4的內(nèi)側(cè)。如果此時(shí)靠近一邊兩環(huán)間距在2毫米附件，此時(shí)擠壓力就會(huì)劇烈增加，遠(yuǎn)離一邊距離大于3毫米擠，擠壓力就會(huì)劇烈減少，這樣就可以抵消懸浮磁環(huán)的過大載荷。實(shí)現(xiàn)電機(jī)的抗偏心運(yùn)轉(zhuǎn)。

磁環(huán)間的擠壓力與擠壓間距有關(guān)，擠壓力同時(shí)還與磁環(huán)的體積有關(guān)。所以兩個(gè)磁環(huán)擠壓力出現(xiàn)劇烈變化的區(qū)域不局限于2-3毫米之間。

圖3中的抗偏心永磁擠壓環(huán)還可以用內(nèi)徑大于徑向懸浮環(huán)內(nèi)徑的磁環(huán)取代，同時(shí)該擠壓磁環(huán)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)徑向移動(dòng)，軸承中還需要安裝主軸位移傳感器，使主軸能夠通過該磁環(huán)的徑向移動(dòng)產(chǎn)生的徑向擠壓力抵消受到的徑向偏離。實(shí)現(xiàn)徑向抗偏心。

圖3中的抗偏心永磁擠壓環(huán)也可以用可徑向移動(dòng)的磁瓦取代。用磁瓦的實(shí)時(shí)徑向移動(dòng)抵消主軸受到的徑向偏力，實(shí)現(xiàn)徑向抗偏心。

圖3中的永磁抗偏心結(jié)構(gòu)還可以用完全用電磁懸浮結(jié)構(gòu)取代。也就是用兩個(gè)鐵環(huán)取代抗偏心徑向懸浮環(huán)兩個(gè)抗偏心徑向擠壓磁環(huán)4，用四個(gè)或多個(gè)電磁鐵取代抗偏心徑向懸浮磁環(huán)3，利用位移傳感器獲取懸浮環(huán)位移數(shù)據(jù)，控制電磁鐵實(shí)時(shí)調(diào)整對(duì)中間懸浮鐵環(huán)的吸引力，實(shí)現(xiàn)徑向抗偏心磁懸浮。