[發明專利]一種磁懸浮電機與轉子磁偏置減重方法

有效

• 申請號: 201210093185.6
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN103296934B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 張玉寶
• 申請（專利權）人: 張玉寶
• 主分類號: H02N15/00
• 分類號: H02N15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種磁懸浮電機，尤其是涉及到磁懸浮電機當中的磁懸浮軸承，本發明還涉及水平軸用磁懸浮轉子和垂直軸用磁懸浮轉子的磁偏置減重方法。

背景技術：

目前，國內外現有技術的磁懸浮電機，由于采用的徑向和軸向磁懸浮軸承缺乏多功能復合機制導致結構復雜，體積龐大以及在磁懸浮電機設計當中，對動雙減強化型磁阻尺寸組和轉子重力危害的認識不足，造成現有技術磁懸浮電機的磁阻敏感性不高，磁懸浮荷載剛度至少減少二分之一和磁懸浮轉子不能達到在微重力或零重力狀態下運行的技術缺陷。

發明內容：

本發明就是要提供結構簡單，性能可靠的磁懸浮電機，尤其是增強磁懸浮軸承磁阻轉矩敏感性和提高磁懸浮荷載剛度與具備雙向自平衡恢復保持力的電磁吸引型磁懸浮軸承；同時，還可以賦予電磁吸引型和永磁吸引型磁懸浮軸承減少轉子重力危害的功能；本發明所指的動雙減強化型磁阻尺寸組是針對動單減弱化型磁阻尺寸而言，動單減弱化型磁阻尺寸是指：當通過氣隙相對的定轉子磁極沿垂直方向移動錯位時，定轉子的磁阻變化只能在定轉子的一側體現，由于它只包含一個直徑尺寸，所以它的磁懸浮荷載剛度最低，下面將圍繞本發明磁懸浮電機和磁懸浮電機所用電磁吸引型磁懸浮軸承的技術方案以及磁懸浮轉子的磁偏置減重方法進行描述。

1、一種磁懸浮電機，它是將兩個單邊式電磁吸引型徑向磁懸浮軸承(1 和2)對稱地設置在具有徑向氣隙的旋轉電機(3)的兩端而成；所述單邊式電磁吸引型徑向磁懸浮軸承的初級定子部通過電機的外殼(4)做支撐，所述單邊式電磁吸引型徑向磁懸浮軸承的初級定子部由一個在內部帶有部分喇叭口錐斜面的環形線圈(5、6)設置在由兩個軸向長度不等的內外環形磁極(7、8)構成的軸向口環形凹槽磁軛當中所構成；所述兩個軸向長度不等的內外環形磁極通過軸向工作氣隙與設置在電機轉子軸桿(9)上的轉子鐵心部(10、11)相對應，所述轉子鐵心部具有徑軸向兩個鐵心磁極，其中的徑向鐵心磁極(12)的外徑與所述初級定子部上較長的外環形磁極的外徑一致，其余的軸向鐵心磁極(13)與所述初級定子部上較短的內環形磁極的磁極極面積保持高度對稱；所述初級定子部環形線圈的非工作氣隙側全部被鐵心磁軛所覆蓋；所述初級定子部較短的內環形磁極與電機轉子軸桿之間還留有設置現有技術磁懸浮電機用于徑軸向氣隙限位保護的非接觸機械軸承或停斷電轉子防跌落機械保護機構或是內外兩個均被軸向充磁的空心圓柱永磁體通過徑向氣隙對置形成的徑向相斥型磁力軸承的空間(14、15)。

在本發明磁懸浮電機當中，所述轉子鐵心部徑向磁極的外徑也可以小于所述初級定子部上較長的外環形磁極(13)的內徑，但這時所述徑向磁極背離工作氣隙側的軸向截至線應于初級定子部上較長外環形磁極的軸向截至線等齊。

2、一種磁懸浮電機，它是將兩個電磁吸引型徑軸向磁懸浮軸承(17和18)對稱地設置在具有徑向氣隙的旋轉電機(19)的兩端而成；所述電磁吸引型徑軸向磁懸浮軸承的初級定子部通過電機的外殼(20)做支撐；所述電磁吸引型徑軸向磁懸浮軸承的初級定子部是一個帶有徑軸向磁極的初級定子部；所述初級定子部是將一個在內部帶有部分喇叭口錐斜面的環形線圈(21、22)設置在帶徑軸向縮口式環形凹槽磁軛當中所構成；所述初級定子部上的徑軸向磁 極各自通過氣隙與設置在電機轉子軸桿(23)上轉子鐵心部(24、25)相對應；所述轉子鐵心部：可以是同時帶有與初級定子部徑軸向磁極極面高度對稱的兩個徑軸向環形磁極的轉子鐵心部；也可以是只帶一個與初級定子部軸向磁極極面高度對稱的軸向環形磁極的轉子鐵心部(26、27)；還可以是只帶一個與初級定子部軸向磁極極面高度對稱的軸向環形磁極并在軸向磁極外圓周面上設有徑向縮減部(28、29)的轉子鐵心部，所述轉子鐵心徑向縮減部的軸向截至線(30、31)與所述初級定子部徑向磁極背離環形線圈一側的軸向截至線等齊。所述轉子鐵心部還可以是采用一個外徑與初級定子部軸向磁極外徑一致的圓柱形鐵心(32、33)來替代；所述初級定子部軸向磁極與電機轉子軸桿之間還留有設置現有技術磁懸浮電機用于徑軸向氣隙限位保護的非接觸機械軸承或停斷電轉子防跌落機械保護機構或是內外兩個均被軸向充磁的空心圓柱永磁體通過徑向氣隙對置形成的徑向相斥型磁力軸承的空間。

綜合上述，在本發明的磁懸浮電機當中，所述轉子鐵心部可以是一個獨立的部件固定于轉子軸桿，也可以和電機的轉子部鐵心復合成一體使用。