[發(fā)明專利]軸向懸浮用定子組件、磁懸浮電機及直線式電磁執(zhí)行機構(gòu)

在審

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• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN113839516A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設計）人: 尹成科;尤志強
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州蘇磁智能科技有限公司
• 主分類號: H02K7/09
• 分類號: H02K7/09;H02K41/03
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

本發(fā)明公開了軸向懸浮用定子組件、磁懸浮電機及直線式電磁執(zhí)行機構(gòu)，無推力盤結(jié)構(gòu)的磁懸浮電機包括轉(zhuǎn)子、軸向懸浮用定子組件、徑向懸浮用定子組件和旋轉(zhuǎn)用定子組件，軸向懸浮用定子組件包括鐵芯與線圈，線圈纏繞在鐵芯上，且線圈與鐵芯組合產(chǎn)生磁場的磁極，軸向懸浮用定子組件還包括設于轉(zhuǎn)子上的軸向懸浮用的導磁環(huán)，鐵芯在沿著轉(zhuǎn)子軸向的橫截面的形狀為開口向內(nèi)的C型結(jié)構(gòu)，C型結(jié)構(gòu)的開口與轉(zhuǎn)子軸線大致垂直，軸向懸浮用定子組件的磁極極面與對應的導磁環(huán)呈非正對關(guān)系。本發(fā)明的無推力盤結(jié)構(gòu)的磁懸浮電機，從結(jié)構(gòu)上避免了傳統(tǒng)磁懸浮電機的懸浮用定子組件與推力盤的摩擦接觸，且縮小了轉(zhuǎn)子的最大外徑，使得磁懸浮電機結(jié)構(gòu)更加緊湊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例涉及磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種軸向懸浮用定子組件、無推力盤結(jié)構(gòu)的磁懸浮電機及直線式電磁執(zhí)行機構(gòu)。

背景技術(shù)

磁懸浮電機相比傳統(tǒng)機械軸承支撐的電機具有無機械接觸、無摩擦、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。傳統(tǒng)磁懸浮電機結(jié)構(gòu)如圖1所示，需要在轉(zhuǎn)子上設有凸出于轉(zhuǎn)子的推力盤結(jié)構(gòu)8，軸向磁軸承通過與推力盤產(chǎn)生軸向吸力從而控制轉(zhuǎn)子的軸向懸浮狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了軸向懸浮，但增加了磁懸浮電機的體積，尤其是軸向長度，不利于磁懸浮電機的小型化。對于壓縮機、鼓風機類磁懸浮旋轉(zhuǎn)裝置而言，凸出于轉(zhuǎn)子的推力盤結(jié)構(gòu)不但增大了磁懸浮電機的體積，而且還增加了裝配難度。因為推力盤與軸向磁軸承的間隙往往在零點幾毫米左右，所以推力盤的加工精度、安裝精度的要求都極為苛刻，安裝間隙一旦小于軸向保護軸承的間隙，推力盤與軸向磁軸承便會發(fā)生摩擦，導致轉(zhuǎn)子損壞。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種軸向懸浮用定子組件、磁懸浮電機及直線式電磁執(zhí)行機構(gòu)，無推力盤結(jié)構(gòu)的磁懸浮電機在結(jié)構(gòu)上避免了傳統(tǒng)磁懸浮電機的軸向定子組件與推力盤的摩擦接觸。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種軸向懸浮用定子組件，所述軸向懸浮用定子組件包括鐵芯與線圈，線圈纏繞在鐵芯上，且線圈與鐵芯組合產(chǎn)生磁場的磁極，所述軸向懸浮用定子組件還包括設于轉(zhuǎn)子上的軸向懸浮用的導磁環(huán)，鐵芯在沿著轉(zhuǎn)子軸向的橫截面的形狀為開口向內(nèi)的C型結(jié)構(gòu)，C型結(jié)構(gòu)的開口與轉(zhuǎn)子軸線大致垂直，所述C型結(jié)構(gòu)包括兩個齒部和連接部，連接部用于連接兩個齒部，所述軸向懸浮用定子組件的磁極極面與對應的導磁環(huán)呈非正對關(guān)系。

優(yōu)選地，每個軸向懸浮用的導磁環(huán)的一側(cè)或兩側(cè)設有非導磁環(huán)，所述非導磁環(huán)設于轉(zhuǎn)子上，所述非導磁環(huán)采用的材料為塑料、不導磁金屬和空氣中的一種。

優(yōu)選地，所述軸向懸浮用定子組件的磁極極面與對應的導磁環(huán)在軸向上的重合長度大于等于零，且小于等于1/2所述軸向懸浮用定子組件磁極極面的軸向長度；優(yōu)選地，所述軸向懸浮用定子組件的磁極極面與對應的導磁環(huán)在軸向上的重合長度大于等于1/10，且小于等于1/3所述軸向懸浮用定子組件磁極極面的軸向長度；進一步優(yōu)選地，所述軸向懸浮用定子組件的磁極極面與對應的導磁環(huán)在軸向上的重合長度大于等于1/8，且小于等于1/4所述軸向懸浮用定子組件磁極極面的軸向長度。

優(yōu)選地，當所述軸向懸浮用定子組件的線圈纏繞在C型結(jié)構(gòu)的連接部上時，所述C型結(jié)構(gòu)的兩個齒部分別設有永磁體，且永磁體的磁力方向與對應的軸向懸浮用定子組件產(chǎn)生的磁力方向一致。

優(yōu)選地，當所述軸向懸浮用定子組件的線圈纏繞在C型結(jié)構(gòu)的兩個齒部上時，所述C型結(jié)構(gòu)的連接部內(nèi)設有永磁體，且永磁體的磁力方向與對應的軸向懸浮用定子組件產(chǎn)生的磁力方向一致。

優(yōu)選地，軸向懸浮用的導磁環(huán)，且永磁體的磁力方向與對應的軸向懸浮用定子組件產(chǎn)生的磁力方向一致。

優(yōu)選地，所述永磁體為一體式結(jié)構(gòu)，且所述永磁體產(chǎn)生的磁力與所述軸向懸浮用定子組件產(chǎn)生的磁力是疊加關(guān)系。

優(yōu)選地，所述永磁體由多個小磁塊以海爾貝克陣列形式組成，相鄰所述小磁塊之間的充磁角度間隔是一個定值，所述定值是45°、60°、90°或180°。