[發明專利]一種磁懸浮電機的保護結構、磁懸浮系統及渦輪機械

在審

• 申請號: 202011521265.8
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112564401A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 尹成科;吳文志;尤志強
• 申請（專利權）人: 蘇州蘇磁智能科技有限公司
• 主分類號: H02K7/09
• 分類號: H02K7/09;H02K1/22;H02K1/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 任曉婷

本發明公開了一種磁懸浮電機的保護結構，包括轉子、軸向徑向限位組件、徑向限位組件以及保護軸承；所述軸向徑向限位組件和所述徑向限位組件分別位于所述轉子的兩端，所述軸向徑向限位組件和所述徑向限位組件分別與至少一個所述保護軸承對位設置，且所述軸向徑向限位組件及所述徑向限位組件與所述轉子同步轉動。所述磁懸浮電機的保護結構能夠有效防止較高工作溫度下轉子卡死情況的發生。

技術領域

本發明涉及磁懸浮電機相關技術領域，更準確的說涉及一種磁懸浮電機的保護結構、磁懸浮系統及渦輪機械。

背景技術

傳統電機的定子和轉子之間通過機械軸承聯接或存在機械接觸，當轉子運動過程中，定子和轉子之間存在機械摩擦。機械摩擦會增加轉子受到的摩擦阻力，造成運動部件的磨損，產生機械振動和噪音，并且會造成電機部件發熱，使得其中的潤滑劑性能降低，嚴重時會降低電機氣隙的均勻性，使得繞組發熱，溫升增大，導致電機性能降低，并會縮短電機的使用壽命。

磁懸浮電機利用定子和轉子勵磁磁場之間“同性相斥，異性相吸”的原理使得轉子懸浮，并產生推力驅使轉子在懸浮狀態下運動，轉子與定子不接觸。由于定子與轉子之間不存在機械接觸，轉子不受機械摩擦的影響，可以在噪聲較小的情況下達到極高的轉速，且能夠避免運動部件的磨損，提高電機的使用壽命。磁懸浮電機應用于磁懸浮系統中，磁懸浮系統應用于渦輪機械(例如壓縮機、膨脹機、輸送流體的泵等)中。

現有的磁懸浮電機為了產生足夠的磁力，需要將轉子與磁軸承之間的氣隙設置盡可能的小，這種情況下，為了防止轉子與磁軸承碰撞損壞磁軸承，需要設置限位保護結構，限制轉子在軸向和徑向的位移量，使其小于轉子和磁軸承的氣隙距離。

為了限制磁懸浮電機轉子的軸向竄動，現有技術中通常采用在轉子兩端的保護軸承附近設置軸向限位結構的方案。在工作溫度較低時，采用該方案的磁懸浮電機能夠正常工作。但是，當工作溫度較高時，因為材料的熱脹冷縮特性，轉子在軸向上會伸長，從而擠壓兩端的限位部件，導致兩端限位部件被擠壓后與保護軸承在軸向的間隙將縮小，直至兩端限位部件與保護軸承的間隙都為0后，轉子在軸向上被限位部件卡死停止旋轉，進一步地，轉子會被破壞。上述問題將導致磁懸浮電機整機無法繼續使用。

針對上述問題，若在現有方案的基礎上添加電機冷卻系統，雖然能夠在一定程度上減小工作溫度升高造成的影響，但是冷卻系統會增加磁懸浮電機的設計復雜程度，而且會導致磁懸浮電機在工作溫度較高時完全依賴冷卻系統的可靠性，降低了磁懸浮電機的穩定性。

綜上，本領域需要針對磁懸浮電機的保護結構進行改進，以解決工作溫度較高情況下出現的轉子卡死問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種磁懸浮電機的保護結構，在轉子一端安裝具有軸向和徑向保護功能的軸向徑向限位組件，另一端安裝徑向限位組件，實現保護功能并防止工作溫度較高時轉子卡死情況的發生。

為了達到上述目的，本發明提供一種磁懸浮電機的保護結構，包括轉子、軸向徑向限位組件、徑向限位組件以及保護軸承；所述軸向徑向限位組件和所述徑向限位組件分別位于所述轉子的兩端，所述軸向徑向限位組件和所述徑向限位組件分別與至少一個所述保護軸承對位設置，且所述軸向徑向限位組件及所述徑向限位組件與所述轉子同步轉動。

優選地，所述軸向徑向限位組件包括徑向限位結構、第一軸向限位結構以及第二軸向限位結構，所述第一軸向限位結構及所述第二軸向限位結構分別位于所述徑向限位結構的兩個側部，且所述第一軸向限位結構位于所述徑向限位結構朝向所述徑向限位組件的一端，所述第二軸向限位結構位于所述徑向限位結構遠離所述徑向限位組件的另一端，所述第一軸向限位結構和所述第二軸向限位結構分別位于所述保護軸承的兩側。