[發(fā)明專利]電機(jī)和電機(jī)轉(zhuǎn)子

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780015997.X
• 申請(qǐng)日: 2017-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108886298B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·洛塞;M·布拉澤;K·赫迪格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 賽萊轉(zhuǎn)子股份公司
• 主分類號(hào): H02K7/08
• 分類號(hào): H02K7/08;H02K1/27;H02K5/167
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

一種電機(jī)，包括定子(1)和轉(zhuǎn)子(5)，定子(1)具有定子主體(25)，定子主體(25)支撐電定子(3)，轉(zhuǎn)子(5)借助軸承支撐，所述軸承包括形成徑向氣體軸承的徑向軸承段(17)和形成軸向氣體軸承的軸向軸承段(12)，這些軸承段的定子側(cè)部分是定子側(cè)徑向軸承部分和定子側(cè)軸向軸承部分，它們彼此剛性連接并且一起形成定子軸承結(jié)構(gòu)體。定子軸承結(jié)構(gòu)體通過(guò)以下方式安裝到定子(1)的其他部件：定子側(cè)徑向或軸向軸承部分剛性地安裝到這些其他部件，并且另一軸承部分通過(guò)彈性支撐件連接到這些其他部件或者根本不連接到這些其他部件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及具有氣體軸承的高速電機(jī)。

背景技術(shù)

電動(dòng)機(jī)通常包括轉(zhuǎn)子和定子，定子包括支撐和容納電定子和軸承的定子主體。軸承相對(duì)于定子主體的位置可以由定子主體的軸承法蘭限定。通常，存在兩個(gè)軸頸軸承，通常位于定子的相對(duì)的兩側(cè)，如圖1a的布置所示(其中未示出定子主體)。在這種情況下，軸承對(duì)準(zhǔn)的精度主要由軸承法蘭和定子主體加工的精度決定。對(duì)于流體薄膜，并且特別是用于氣體軸承，精確對(duì)準(zhǔn)是至關(guān)重要的，并且這種布置通常需要特殊的措施，例如自對(duì)準(zhǔn)或柔性襯套安裝，或加工，例如，在裝配后對(duì)這對(duì)軸承進(jìn)行鉸孔。或者，軸頸軸承可以布置在定子的同一側(cè)。這種布置通常稱為懸垂電機(jī)設(shè)計(jì)(圖1b)。通過(guò)懸垂設(shè)計(jì)，兩個(gè)軸頸軸承可以集成為單個(gè)零件，從而更容易實(shí)現(xiàn)精確的軸承對(duì)齊。然而，這種方法通常導(dǎo)致更長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子并因此導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的更至關(guān)重要的動(dòng)態(tài)行為。此外，由空氣阻力引起的風(fēng)阻損失增加，對(duì)整體電動(dòng)機(jī)效率產(chǎn)生負(fù)面影響。

US 3'502'920公開(kāi)了一種具有氣隙軸承的開(kāi)槽電機(jī)，其中襯套位于定子和轉(zhuǎn)子之間的磁隙中。襯套可以相對(duì)于定子彈性懸掛。它一方面限定了徑向軸承并且可以包括位于中心的推力軸承或止推塊作為軸向軸承。為了組裝機(jī)器，轉(zhuǎn)子需要在軸向上分開(kāi)。這種設(shè)計(jì)不適合高速電機(jī)。

WO 03/019753 A2示出了一種主軸電動(dòng)機(jī)，其中轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)在薄的環(huán)氧樹(shù)脂層內(nèi)旋轉(zhuǎn)，該環(huán)氧樹(shù)脂層形成定子中的圓柱形通孔，并用作限定徑向支承表面和軸向支承表面。薄的環(huán)氧樹(shù)脂層直接耦合到定子殼體，并且殼體的任何熱致變形將立即影響軸承的幾何形狀。

US 2006/0061222 A1和US 2006/0186750 A1示出了傳統(tǒng)的空氣軸承。

US2010/0019589A1公開(kāi)了一種電機(jī)的槽配置，尤其是具有多層纖維增強(qiáng)復(fù)合套筒包裝的轉(zhuǎn)子。層可以是裝飾品或具有功能特征，例如，用于實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度和剛性并控制一個(gè)或多個(gè)方向上的熱膨脹。這可以通過(guò)使特定層中的纖維軸向取向來(lái)完成，從而提供軸向強(qiáng)度和限制軸向熱膨脹。在另一層中，纖維可以沿周向取向，從而提供圓周強(qiáng)度并限制徑向熱膨脹。因此，這些層配置為加強(qiáng)轉(zhuǎn)子。它們不適合承載氣體軸承所需的相對(duì)硬的材料的外套筒，因?yàn)樗鼈兊哪康氖强刂?即限制)轉(zhuǎn)子的熱膨脹，而不是吸收硬轉(zhuǎn)子芯和硬轉(zhuǎn)子套筒之間的熱膨脹差異。

需要一種適用于高速應(yīng)用并且至少部分地克服上述缺點(diǎn)的電機(jī)。

主要采用氣體軸承，軸承元件的材料選擇具有高剛性和低熱膨脹系數(shù)，以確保在電機(jī)的各種操作和環(huán)境條件下明確限定的軸承間隙。然而，材料的高剛性還導(dǎo)致材料在已經(jīng)很低的應(yīng)變下具有高應(yīng)力的缺點(diǎn)，例如當(dāng)將這些材料與具有較高熱膨脹系數(shù)的其他材料組合時(shí)。

需要一種適用于高速電機(jī)的轉(zhuǎn)子，其至少部分地克服上述缺點(diǎn)。

因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種最初提及類型的電機(jī)，其克服了上述缺點(diǎn)。這些目的通過(guò)根據(jù)相應(yīng)權(quán)利要求的電機(jī)實(shí)現(xiàn)。

因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于最初提及類型的高速電機(jī)的轉(zhuǎn)子，其克服了上述缺點(diǎn)。這些目的通過(guò)根據(jù)相應(yīng)的權(quán)利要求的轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容