[實用新型]轉子的混合磁懸浮裝置

有效

• 申請號: 201320848648.5
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN203722518U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: R.拉特布;Y.A.杜普伊斯;J.F.達西爾瓦;O.Y.勒馬錢德;E.M.薩拉亨;U.施羅德
• 申請（專利權）人: SKF磁性機械技術公司
• 主分類號: H02N15/00
• 分類號: H02N15/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛飛

技術領域

本實用新型涉及一種轉子的混合(hybrid)的磁懸浮裝置(magnetic?suspension)，所述轉子具有在它的第一端處的第一壓縮機葉輪和在它的第二端處的第二壓縮機葉輪。

本實用新型更具體地說然而并非僅應用于電助推的渦輪增壓器，離心式汽車-壓縮機，串聯式汽車-壓縮機，例如適合用于車輛的散熱與空調裝置的緊湊式電動壓縮機。

該車輛可包括特別的陸地車輛例如混合電動車輛（HEV）或電動車輛（EV）以及飛行器或其他種類的車輛。

背景技術

傳統的電動壓縮機，例如用于車輛的散熱和空調壓縮機，典型地與電機有關。

這樣的電機驅動的壓縮機的例子在專利文獻US6183215B1中給出。

這幾類電機驅動的壓縮機具有與潤滑劑、制冷劑、低的工作速度、摩擦損失和不緊湊有關的許多缺點。

主要的兩類散熱和空調電動壓縮機用于HEV/EV車輛：旋轉式的葉片式壓縮機和振動式螺旋型壓縮機（scroll?type?compressors）。

這兩類與電機有關的電動壓縮機具有以下缺點：

－潤滑劑用于不同的機械部件，

－需檢查潤滑油與制冷劑（例如鹵代烷制冷劑R134a或最近使用的氫氟烯烴制冷劑HFO－1234yf）的親合性，

－潤滑劑應當仔細選擇以保護電機繞組使之免受絕緣失效的風險，

－需要油分離器和滲漏檢測設備來避免EV/HEV車輛中的電力系統的污染，

－傳統的電動壓縮機具有受到限制且不能超過每分鐘10,000轉的速度，

－摩擦損失對電動壓縮機的操作是不利的。

此外，專利文獻US2002/0040581A1公開了一種用于內燃機的廢氣渦輪增壓器，所述內燃機具有布置在廢氣路線中的廢氣廢氣渦輪機和布置在進氣道中并通過軸連接到渦輪機的壓縮機，該壓縮機包括同時形成電機的轉子的壓縮機葉輪。

專利文獻EP1201891A1進一步公開了一種具有電動助推的渦輪增壓器，其將渦輪增壓器的葉輪用作具有繞組的感應電機轉子以產生磁場。

實用新型內容

因此，希望提供一種轉子的懸浮裝置和一種電動壓縮機，其可解決這些問題中的大部分。

本實用新型更特別地，雖然不專門地，用于汽車空調應用，因此進一步致力于提供一種考慮了在車輛中產生的高的振動水平并且盡可能緊湊的電動壓縮機。

本實用新型更具體地說致力于提供一種用于轉子的懸浮裝置，該懸浮裝置沒有增加轉子的長度或質量，因此在轉子動力學方面沒有不利影響。

此外，本實用新型致力于提供一種成本有效、不需維修且低摩擦力的懸浮裝置系統，該懸浮裝置系統不需要停靠軸承，其與可在五個軸線方向可操作的主動的（active）磁懸浮裝置相反。

本實用新型涉及轉子的混合磁懸浮裝置，所述轉子具有在它的第一端處的第一壓縮機葉輪和在它的第二端處的第二壓縮機葉輪，其中它包括：

－集成到第一和第二收縮環的至少第一和第二組永磁體，所述第一和第二收縮環分別布置在所述轉子上的所述第一和第二壓縮機葉輪附近，所述第一和第二組永磁體由與所述轉子共軸的外面的非磁性環保持，

－集成到第一和第二固定環的至少第三和第四組永磁體，所述第一和第二固定環分別與所述轉子共軸布置且與所述第一和第二壓縮機葉輪附近的彈性材料連接，以使得所述第三和第四組永磁體分別面向所述第一和第二組永磁體同時提供它們之間的間隙以限定被動（passive）徑向的磁性軸承(magnetic?bearing)，

－至少第一和第二線圈，其分別與所述第一和第二磁性電樞連接并面向垂直于所述轉子定位的第一和第二轉子部分，以及

－配置為用于檢測所述轉子的軸向位置的軸向傳感器，以及配置為用于作為所述軸向傳感器的輸出量的函數饋電給所述第一和第二線圈的控制裝置，用于產生軸向軸承力和電機轉矩二者從而適于限定無軸向軸承（axial?bearingless）的電機。

因為被動徑向的磁性軸承不是完全穩定的，因此無軸向軸承的電機，除了它的正常功能之外，充當穩定器，彈性材料充當阻尼支撐件。

根據特定的實施例，每個永磁體包括由導電材料例如銅或鋁做成的至少一個插入件。

由導電材料做成的插入件減小了軸向偏差。當偏差發生時，即如果轉子和定子不在中心并且存在氣隙變化，那么磁場變化不再為零且反向電流（場）感應在所述插入件中因而穩定所述力。