[發明專利]一種立式安裝電機用機械永磁混合軸承系統

有效

• 申請號: 202110645858.3
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113452199B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 葉才勇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02K7/09
• 分類號: H02K7/09;F16C32/04
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 尹麗媛;李智

本發明公開了一種立式安裝電機用機械永磁混合軸承系統，屬于電機軸承領域，其中，永磁軸承部分包括永磁環、外鐵磁環、內鐵磁環、上端蓋和鐵磁環固定單元。機械軸承部分包括上機械軸承、下機械軸承和軸承固定單元；上機械軸承用于限制電機轉子的軸向位移，使外鐵磁環、內鐵磁環與電機轉子之間的氣隙保持不變；下機械軸承允許電機轉子在軸向產生形變和位移。如此，本發明能夠有效提升軸承系統的使用壽命，且工藝制造簡單、成本低，適用于所有立式安裝電機系統。

技術領域

本發明屬于軸承領域，更具體地，涉及一種立式安裝電機用機械永磁混合軸承系統。

背景技術

在立式安裝的電機裝置中，電機轉子通常通過轉軸連接機械軸承。因此，下機械軸承往往需要承擔電機轉子的重力。機械軸承承擔的載荷越大，其摩擦損耗和振動越大。在電機裝置中，可以采用電磁軸承的方式，實現電機轉子的懸浮，以消除電機轉子的摩擦損耗，但是傳統電磁軸承會造成控制系統復雜，加工難度增加，系統成本高。此外，傳統電磁軸承增加了轉軸軸向長度，電機轉子的臨界轉速變低，并且電機系統緊湊性欠佳。

因此，針對立式安裝電機裝置現有的技術中存在的問題，亟需提供一種工藝簡單、可靠性高、成本低且集成度高的軸承技術。

發明內容

針對現有技術的缺陷和改進需求，本發明提供了一種立式安裝電機用機械永磁混合軸承系統，以實現軸承工藝簡單、可靠性高、成本低且集成度高的目的。

為實現上述目的，本發明提供了一種機械永磁混合軸承系統，包括永磁軸承部分和機械軸承部分，其中：

所述永磁軸承部分包括永磁環、外鐵磁環、內鐵磁環、上端和鐵磁環固定單元；所述永磁環、外鐵磁環和內鐵磁環通過所述鐵磁環固定單元裝配在上端蓋上，所述上端蓋為非鐵磁材料；

所述永磁環為軸向充磁；所述外鐵磁環存在一個端面與電機轉子上表面形成氣隙，且存在另一個端面與所述永磁環的上表面接觸；所述內鐵磁環的上表面與所述永磁環的下表面接觸，所述內鐵磁環的下表面與所述電機轉子上表面形成氣隙；電機轉子受到的軸向吸力大于電機轉子的重力；

所述機械軸承部分包括上機械軸承、下機械軸承和軸承固定單元；所述上機械軸承和下機械軸承用于連接上端蓋、電機轉子的轉軸和下端蓋；所述軸承固定單元用于固定所述上機械軸承和下機械軸承的外環；

所述上機械軸承用于限制電機轉子的軸向位移，使所述外鐵磁環、內鐵磁環與電機轉子之間的氣隙保持不變；所述下機械軸承允許電機轉子在軸向產生形變和位移。

進一步地，所述外鐵磁環截面為“C”型，所述內鐵磁環截面為“T”型。

進一步地，所述鐵磁環固定單元包括外固定環和內固定環，均為非鐵磁材料，所述外固定環和內固定環分別設置在所述內鐵磁環兩側，且均設有卡槽，使得所述內鐵磁環上端凸出部分能夠卡入所述卡槽中，從而固定所述內鐵磁環。

進一步地，所述永磁環、外鐵磁環、內鐵磁環、外固定環，內固定環、上端蓋與電機轉子同心。

進一步地，所述外鐵磁環、外固定環、內固定環在圓周方向均勻打孔，并通過螺桿固定在上端蓋上。

進一步地，所述軸承固定單元包括上軸承固定環和下軸承固定環，所述上軸承固定環和下軸承固定環為非鐵磁材料，截面為“L”型；所述上軸承固定環通過螺桿將所述上機械軸的外環固定在上端蓋上，所述下軸承固定環通過螺桿將所述下機械軸承的外環固定在下端蓋上。

進一步地，所述永磁環由多個扇環形塊狀永磁體拼接而成。

進一步地，所述上機械軸承為深溝球軸承，所述下機械軸承為圓柱滾子軸承。

本發明另一方面，還提供了一種立式安裝電機，包括轉子部分、定子部分和上述的機械永磁混合軸承系統，其中：