[發明專利]一種低損耗磁懸浮渦輪分子泵

有效

• 申請號: 201710259997.6
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN106958531B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 韓邦成;黃梓嫄;鄭世強;樂韻
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F04D19/04
• 分類號: F04D19/04;F04D25/06;F04D29/058;F04D29/66;F04D29/32;F04D29/38;F04D29/02;F04D27/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學明,顧煒

1.一種低損耗磁懸浮渦輪分子泵，其特征是：該渦輪分子泵包括機殼(7)、葉輪(1)、五自由度磁軸承、高速快響應永磁驅動電機(5)以及電機和磁軸承控制器(9)，所述的五自由度磁軸承是由上徑向永磁偏置混合磁軸承(4)、下三自由度軸徑向一體化永磁偏置混合磁軸承(6)、上徑向位移傳感器(3)、下徑向位移傳感器(14)和下軸向位移傳感器(8)組成，所述的上徑向永磁偏置混合磁軸承(4)、下三自由度軸徑向一體化永磁偏置混合磁軸承(6)和高速快響應永磁驅動電機(5)均是由定子和轉子組成，定子在轉子的外圍，具有不同大小的間隙，轉軸上端面和葉輪(1)配合通過螺釘固定構成該渦輪分子泵的轉子(2)；其中葉輪(1)與轉子(2)通過螺釘配合連接，上徑向永磁偏置混合磁軸承(4)和高速快響應高速永磁驅動電機(5)的定子內表面、上徑向位移傳感器(3)、下徑向位移傳感器(14)分別在轉子(2)的外圍，上徑向永磁偏置混合磁軸承(4)和高速快響應高速永磁驅動電機(5)的定子外表面、上徑向位移傳感器(3)、下徑向位移傳感器(14)的外表面分別與機殼(7)配合，下三自由度軸徑向一體化永磁偏置混合磁軸承(6)的徑向磁軸承內表面在轉子(2)外圍，下三自由度軸徑向一體化永磁偏置混合磁軸承(6)的徑向磁軸承外表面與機殼配合(7)配合，下三自由度軸徑向一體化永磁偏置混合磁軸承(6)的軸向在轉子(2)軸向推力盤的外圍，下軸向位移傳感器(8)在轉子(2)軸向鎖緊螺母外圍；

上徑向永磁偏置混合磁軸承定子和轉子鐵芯疊層(10)是由0.15mm～0.5mm的硅鋼片疊壓成型，定子采用8磁極、12磁極或16磁極，并在磁極上通過繞制線圈成型，通過環形高能量密度的稀土永磁體實現磁路偏置，環形永磁體與定子鐵芯下端面和機殼內表面相配合；

下三自由度軸徑向一體化永磁偏置混合磁軸承，定子和轉子鐵芯疊層(13)是由0.15mm～0.5mm的硅鋼片疊壓成型，定子采用8磁極、12磁極或16磁極，并在磁極上通過繞制線圈成型，軸向磁軸承和徑向磁軸承之間通過四個分塊環形高能量密度的稀土永磁體實現磁路偏置，環形永磁體設置在徑向磁軸承和軸向磁軸承之間；

高速快響應永磁驅動電機(5)，電機定子鐵芯采用0.15mm～0.5mm的硅鋼片疊壓成型，在定子鐵芯繞制銅漆包線圈而成，電機轉子采用環形高能量密度稀土永磁體粘貼于軸表面，永磁體外表面通過高強度的合金護套或碳纖維護套通過過盈配合成型。

2.根據權利要求1所述的一種低損耗磁懸浮渦輪分子泵，其特征是：上徑向位移傳感器(3)、下徑向位移傳感器(14)和下軸向位移傳感器(8)采用電渦流或電感位移傳感器。

3.根據權利要求1所述的一種低損耗磁懸浮渦輪分子泵，其特征是：葉輪(1)采用高強度鋁合金材料，通過銑削一次成型，葉片的上下邊緣設有螺釘孔，用來平衡轉子材料和加工產生的不平衡質量。

4.根據權利要求1所述的一種低損耗磁懸浮渦輪分子泵，其特征是：電機和磁軸承控制器(9)具體包括：磁軸承PID穩定控制器和電機變頻控制器。

5.根據權利要求1所述的一種低損耗磁懸浮渦輪分子泵，其特征是：轉子組件由葉輪(1)、電機轉子護套和永磁體、上徑向磁軸承轉子鐵芯疊層、下徑向轉子鐵芯疊層組成、軸向定位套、軸向推力盤和軸向鎖緊螺母組成。