[发明专利]磁悬浮电动机和泵

说明书

技术领域

本发明涉及磁悬浮电动机的结构和控制，特别是涉及双偏置永磁铁式的混合型磁悬浮电动机的技术。

背景技术

近年来，作为磁悬浮电动机，提出了双偏置永磁铁式的混合型磁悬浮电动机。

专利文献1的五轴控制型混合磁轴承是这样的装置：采用偏置磁通产生用永磁铁，使得形成泵叶轮等的长轴转子通过五轴控制高效地磁悬浮并旋转。对偏置磁通的磁路进行改进就能够产生比只采用电磁铁的磁悬浮系统要高的磁悬浮力。

根据专利文献2，双偏置式磁轴承(支承控制)通过准备多个现有的混合型磁轴承的偏置磁铁，能够进一步产生磁悬浮力。此外，利用初级偏置永磁铁感应出次级偏置永磁体的磁通流量，实现了更强力的混合型磁轴承。

但是，在专利文献1中，由于在转子两端面具有用于控制轴向位置的凸极，因此在用于泵等的情况下，泵的入口和出口的结构变得复杂，并且很难组装。此外，由于液体的流路变复杂，所以存在吸入和排出损失变大的问题。此外，在专利文献1中，由于将磁轴承配置在转子的上部和下部侧来支承转子，所以难以使混合型磁悬浮电动机小型化。

此外，在专利文献2中，由于是使配置在磁轴承的圆周方向上的凸极的极性交替变换而成为NSNS的结构，所以当转子旋转时会产生涡电流，存在转子的旋转损失变大的问题。

专利文献1：日本特开2006-14528号公报

专利文献2：日本特开2007-120635号公报

发明内容

本发明是鉴于上述那样的情况而完成的，其目的在于提供一种磁悬浮电动机和使用了该磁悬浮电动机的泵，上述磁悬浮电动机虽然结构简单，但是能够产生强大的磁轴承力，此外能够抑制涡电流的产生从而减小转子的旋转损失，而且能够使转子薄型化并使磁轴承的结构紧凑。

作为本发明的一个形态，提供一种磁悬浮电动机，其包括由磁轴承部、电动机部和桥接部构成的定子以及设置于上述定子的转子，该磁悬浮电动机具有以下结构：圆环状的上述转子配置在上述磁轴承部和上述电动机部之间，上述电动机的电动机磁轭在径向上具有多个凸极，在该凸极上卷绕有线圈，上述转子的内侧面与上述凸极配置成隔开预定间隔，在上述磁轴承部的磁轴承磁轭上，在上述转子的外周侧面的两端部附近，隔开相等间隔且呈圆周状地具有多组对置的两个凸极，在上述两个凸极中的一个凸极上卷绕有磁轴承用线圈，在上述两个凸极中的另一凸极上设置有第一永磁铁，在上述转子端部的单侧设置有桥接部，该桥接部将上述磁轴承部和上述电动机部隔开预定间隔地连接起来，在设置于上述磁轴承磁轭的上述凸极和上述桥接部的桥接磁轭之间设置有第二永磁铁，在上述电动机磁轭与上述桥接磁轭之间设置有第三永磁铁，在上述转子的内侧以与上述电动机磁轭对置的方式设置有多个电动机用永磁铁，设置于上述磁轴承部的上述桥接部侧的所有上述凸极是卷绕有上述磁轴承用线圈的凸极、或者是设置有上述第一永磁铁的凸极。

根据上述结构，虽然结构简单，但是能够产生强大的磁轴承力，此外能够抑制涡电流的产生从而减小转子的旋转损失。

优选的是，关于上述磁轴承部的与上述转子对置配置的上述凸极的上述第一永磁铁，在配置有上述第一永磁铁的所有上述凸极中，上述第一永磁铁的上述转子侧的磁极相同，上述第二永磁铁的上述磁轴承部侧的磁极是与上述第一永磁铁的上述转子侧的磁极相反的磁极，上述第三永磁铁的上述电动机部侧的磁极是与上述第二永磁铁的上述磁轴承部侧的磁极相反的磁极，上述电动机用永磁铁的上述电动机部侧的磁极是与上述第一永磁铁的上述转子侧的磁极相反的磁极。

优选的是，在上述磁轴承部具有检测上述转子的位置的传感器，根据上述传感器的测量值向上述磁轴承用线圈供给控制电流。

优选的是，上述电动机的上述转子是交替极型转子。

此外，也可以将上述磁悬浮电动机使用于泵。

根据本发明，虽然结构简单，但是能够产生强大的磁轴承力，此外能够抑制涡电流的产生从而减小转子的旋转损失，另外，通过使转子薄型化，能够被动地磁支承转子的轴向以及倾斜，能够使磁轴承的主动控制系统简化，能够使磁轴承的结构紧凑。

附图说明

图1是表示实施例1的结构的立体图。

图2是表示第一永磁铁8(8a～8d)的转子2侧的磁极与第一永磁铁8(8e～8h)的转子2侧的磁极相反的情况下所产生的磁力线方向的立体剖视图。

图3是表示磁轴承部的控制部的方框图。

图4是表示使用了本发明的磁悬浮电动机的泵的剖视图的图。

标号说明