[發明專利]一種磁懸浮電機

在審

• 申請號: 201910990503.0
• 申請日: 2019-10-17
• 公開（公告）號: CN111404317A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 曹黎軍
• 申請（專利權）人: 浙江兆華機械制造有限公司
• 主分類號: H02K7/09
• 分類號: H02K7/09
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤體;丁昱

本發明公開了一種磁懸浮電機，包括外殼、定子組件和轉子組件，定子組件內置于外殼中，轉子組件轉動穿連在定子組件內，本磁懸浮電機還包括磁軸承組，磁軸承組套接在轉子組件上，磁軸承組包括軸向磁軸承和所述磁軸承組包括徑向磁軸承，軸向磁軸承成對設置，轉子組件上設有軸向推力盤，軸向推力盤位于配對的軸向磁軸承之間，徑向磁軸承套接在轉子組件近兩端處。本發明采用了磁軸承組支承轉子組件，機械磨損小、能耗低、噪聲小、壽命長等優點，可提高電機轉速，增加使用壽命，還可以顯著減少部件更換頻次，提高維護便利度。

技術領域

本發明涉及一種動力裝置，更具體地說，它涉及一種磁懸浮電機。

背景技術

傳統的電動機采用機械軸承支承轉子，在轉子轉動過程中機械軸承自身仍存在機械振動及摩擦，不僅會影響轉子的轉速，還會產生噪聲、熱量，影響電機使用壽命，為此，人們發明了磁懸浮電機，采用非接觸式支撐方式支承轉子，可以消除機械摩擦，大大提高轉速及使用壽命。但現有的磁懸浮電機常會因外力干擾、負載變化、控制失穩等原因而出現轉子失穩現象，轉子失穩后會在電機內部姿態失控，產生軸向竄動、離軸偏轉等運動，與殼體、定子發生摩擦、撞擊進而導致電機損壞。磁懸浮電機的主軸與磁力軸承間的配合對主軸運行的穩定性影響極大，磁懸浮電機運行時，磁懸浮電機的主軸與磁力軸承間存在很強的相互作用，磁力軸承必須均衡設置，可靠固定，才能確保磁懸浮電機的主軸的穩定運行。現有的軸向磁力軸承在結構設計、安裝布局方面仍存在一些不合理之處。如公開號為CN106979225B的發明專利于2018年12月18日公開了一種錐形軸向磁軸承，屬于磁懸浮軸承領域。其由兩個錐形磁軸承構成，二者之間存有間隙，且錐形角方向相反；定子為8極結構，定子軛上嵌有4個環向充磁的永磁體，相互間隔90°，且兩定子處于同一圓周位置角的永磁體充磁方向相反；兩定子齒與齒對齊，處于同一空間位置的兩定子齒上共同繞有一個繞組，共8個，且串聯構成一套懸浮繞組；永磁體提供偏置磁通，通過控制懸浮繞組電流的大小和方向以產生所需的軸向懸浮力。該發明兩磁軸承間磁路相互隔離，且僅存在徑向磁通，無軸向磁路，定、轉子均可由硅鋼片疊壓而成，加工簡單，鐵心損耗小，效率高。但該發明只能提供單向的軸向磁力，不利于控制軸的軸向竄動以及由此引發的機械碰撞、摩擦。

發明內容

現有的磁懸浮電機中軸向磁力軸承在結構設計、安裝布局方面仍存在一些不合理之處，不利于控制軸的軸向竄動以及由此引發的機械碰撞、摩擦，為克服這一缺陷，本發明提供了一種優化軸向磁力軸承結構，可提供雙向磁斥力有效防止電機軸發生軸向竄動以及機械碰撞、摩擦的磁懸浮電機。

本發明的技術方案是：一種磁懸浮電機，包括外殼、定子組件和轉子組件，定子組件內置于外殼中，轉子組件轉動穿連在定子組件內，本磁懸浮電機還包括磁軸承組，磁軸承組套在轉子組件外，磁軸承組包括軸向磁軸承和所述磁軸承組包括徑向磁軸承，軸向磁軸承成對設置，轉子組件上設有軸向推力盤，軸向推力盤位于配對的軸向磁軸承之間，徑向磁軸承套接在轉子組件近兩端處。磁軸承組利用磁鐵同極相斥的原理而制造的非接觸式軸承，與傳統滾珠軸承、滑動軸承以及油膜軸承相比，磁軸承不存在機械接觸，轉子可以達到很高的運轉速度，具有機械磨損小、能耗低、噪聲小、壽命長、無需潤滑、無油污染等優點，特別適用高速、真空、超凈等特殊環境。軸向磁軸承通電時成為電磁鐵，軸向推力盤相對軸向磁軸承運動，軸向推力盤被磁化，也產生了本身的磁場且與軸向磁軸承同極性相對，因此會對軸向磁軸承產生斥力，配對的軸向磁軸承分別從軸向推力盤兩端推斥，這樣軸向磁軸承就可防止軸向推力盤，乃至轉子組件發生軸向竄動。同理徑向磁軸承通電時成為電磁鐵，轉子組件上對應徑向磁軸承的部段被磁化，也產生了本身的磁場且與徑向磁軸承同極性相對，對徑向磁軸承產生斥力，使得轉子組件懸浮起來。