[發(fā)明專利]一種單向旋轉(zhuǎn)永磁高速電機(jī)及其雙向空氣軸承

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811576017.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN109660057A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃俊鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 泉州鑫鴻海機(jī)械設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): H02K5/16
• 分類號(hào): H02K5/16;H02K5/20;H02K9/19;F16C32/06
• 代理公司: 泉州勁翔專利事務(wù)所(普通合伙) 35216
• 代理人: 管瑩

本發(fā)明涉及的是一種單向旋轉(zhuǎn)永磁高速電機(jī)，包括電機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)定子、電機(jī)殼體、前軸承機(jī)構(gòu)、后軸承機(jī)構(gòu)和軸向止推機(jī)構(gòu)；前軸承機(jī)構(gòu)和后軸承機(jī)構(gòu)都開有至少一圈徑向節(jié)流孔和至少一圈偏斜節(jié)流孔，同圈徑向節(jié)流孔繞電機(jī)轉(zhuǎn)子的中心軸均勻分布，同圈偏斜節(jié)流孔也繞電機(jī)轉(zhuǎn)子的中心軸均勻分布，徑向節(jié)流孔沿電機(jī)轉(zhuǎn)子的徑向設(shè)置，偏斜節(jié)流孔與電機(jī)轉(zhuǎn)子的直徑具有一偏斜角，偏斜角的偏斜方向?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向；電機(jī)殼體設(shè)有氣道，氣道延伸至前軸承機(jī)構(gòu)、后軸承機(jī)構(gòu)和軸向止推機(jī)構(gòu)。本發(fā)明給以轉(zhuǎn)子徑向支撐力，還能給予轉(zhuǎn)子切向推力，有利于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增加。本發(fā)明的軸承機(jī)構(gòu)承載力可提高30?50％，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速也能提升30?50％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種單向旋轉(zhuǎn)永磁高速電機(jī)及其空氣軸承。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)電機(jī)的速度和精度要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)軸承已不能滿足電機(jī)主軸的支承要求。氣體軸承因其無(wú)接觸的支承方式，摩擦和磨損小，易于獲得，無(wú)粘度，無(wú)污染，因此其更能適應(yīng)高速電機(jī)的需求，滿足其更高轉(zhuǎn)速，更佳精度，更長(zhǎng)壽命的需求。

如中國(guó)專利2011101376070公開了一種空氣懸浮供氣可調(diào)高速電機(jī)直驅(qū)鼓風(fēng)機(jī)，包括壓氣機(jī)葉輪、永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)定子、前徑向空氣軸承、后徑向空氣軸承、軸向止推空氣軸承、渦殼和電機(jī)殼體，永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的一端連接壓氣機(jī)葉輪，電機(jī)定子驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，前徑向空氣軸承、后徑向空氣軸承、軸向止推空氣軸承懸浮支撐永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，渦殼設(shè)置在壓氣機(jī)葉輪外物，電機(jī)殼體位于電機(jī)定子、前徑向空氣軸承、后徑向空氣軸承、軸向止推空氣軸承和永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的外圍。上述專利中，徑向空氣軸承主要向軸承間隙提供徑向氣體，使其在間隙形成具有一定承載和剛度的潤(rùn)滑氣膜，其主要作用減小摩擦力，減小摩擦力對(duì)電機(jī)主軸轉(zhuǎn)速的影響，并不能增強(qiáng)電機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速。

另外，永磁電機(jī)是由永磁體勵(lì)磁產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步電機(jī)，永磁體作為轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電能轉(zhuǎn)換效率高。現(xiàn)有電機(jī)直接采用整塊的永磁體作為轉(zhuǎn)子，材料成本高，散熱性差，且由于剛性強(qiáng)，大大影響了其韌性，容易發(fā)生磨損。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種支撐力強(qiáng)、轉(zhuǎn)速快、轉(zhuǎn)換效率高的單向旋轉(zhuǎn)永磁高速電機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種單向旋轉(zhuǎn)永磁高速電機(jī)，包括電機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)定子、電機(jī)殼體、前軸承機(jī)構(gòu)、后軸承機(jī)構(gòu)和軸向止推機(jī)構(gòu)；電機(jī)定子固定于電機(jī)殼體內(nèi)；電機(jī)轉(zhuǎn)子也位于電機(jī)殼體內(nèi)且穿過(guò)電機(jī)定子；電機(jī)轉(zhuǎn)子的前后端分別通過(guò)前軸承機(jī)構(gòu)和后軸承機(jī)構(gòu)支承于殼體；軸向止推機(jī)構(gòu)穿套于電機(jī)轉(zhuǎn)子后端且固定于電機(jī)殼體后端；電機(jī)轉(zhuǎn)子為永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子；電機(jī)殼體設(shè)有氣道，氣道延伸至前軸承機(jī)構(gòu)、后軸承機(jī)構(gòu)和軸向止推機(jī)構(gòu)；前軸承機(jī)構(gòu)和后軸承機(jī)構(gòu)都開有至少一圈徑向節(jié)流孔和至少一圈偏斜節(jié)流孔，同圈徑向節(jié)流孔繞電機(jī)轉(zhuǎn)子的中心軸均勻分布，同圈偏斜節(jié)流孔也繞電機(jī)轉(zhuǎn)子的中心軸均勻分布，徑向節(jié)流孔沿電機(jī)轉(zhuǎn)子的徑向設(shè)置，偏斜節(jié)流孔與電機(jī)轉(zhuǎn)子的直徑具有一偏斜角，偏斜角的偏斜方向?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向。

優(yōu)選的，前軸承機(jī)構(gòu)和后軸承機(jī)構(gòu)都采用雙向空氣軸承，雙向空氣軸承沿軸向分布有至少一圈偏斜節(jié)流孔和至少一圈徑向節(jié)流孔。

優(yōu)選的，雙向空氣軸承包括有兩圈偏斜節(jié)流孔和一圈徑向節(jié)流孔，一圈徑向節(jié)流孔位于兩圈偏斜節(jié)流孔的中間。

優(yōu)選的，前軸承機(jī)構(gòu)和后軸承機(jī)構(gòu)都是由一個(gè)徑向軸承和偏斜軸承，徑向軸承分布有至少一圈徑向節(jié)流孔，偏斜軸承分布有至少一圈偏斜節(jié)流孔。

優(yōu)選的，電機(jī)轉(zhuǎn)子由一塊磁鋼、兩塊鋁塊、前電機(jī)軸組件、后電機(jī)軸組件和聯(lián)軸套管構(gòu)成，兩塊鋁塊對(duì)稱設(shè)于磁鋼的兩側(cè)，前電機(jī)軸組件和后電機(jī)軸組件通過(guò)卡接方式分別連接于兩塊鋁塊的端面，磁鋼、鋁塊、前電機(jī)軸組件前端、后電機(jī)軸組件后端都套裝于聯(lián)軸套管內(nèi)并且與聯(lián)軸套管為過(guò)盈配合，前電機(jī)軸組件和后電機(jī)軸組件都具有徑向外凸的截止臺(tái)階。