[发明专利]磁悬浮轴承电机

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种磁悬浮轴承电机，该电机是利用均衡挤压磁悬浮轴承或抗偏心磁悬浮轴承取代传统滚动轴承，使电机的旋转完全没有摩擦力。属于磁悬浮技术领域。

背景技术

目前，高速电机之所以没有形成产业化，其主要原因是没有能够承载高载荷的磁悬浮轴承。现阶段的电磁悬浮轴承还不能满足高速电机的产业化要求。

发明内容

本发明的原理是利用钕铁硼永磁磁悬浮轴承取代传统滚动轴承和电磁磁悬浮轴承，使电机即能够实现全磁悬浮运转，又能够适应方便使用和产业化的要求。

本发明原理解决的问题所采用的技术方案是：在电机壳的内侧两端固定两个径向挤压磁环，挤压两个安装在主轴上的径向悬浮环，实现永磁径向悬浮；两个轴向挤压环固定在径向挤压环内测的电机壳上，挤压两个固定在主轴上的轴向悬浮环，实现永磁轴向悬浮。电机壳的中间安装电机定子，主轴的中间安装电机转子。这样电机转子就可通过磁悬浮轴承悬浮起来，实现无摩擦悬浮旋转。

附图说明

图1是本发明的磁悬浮轴承电机的径向剖面构造图。

图2是本发明的锥形环磁悬浮轴承电机的径向剖面构造图。

图3是本发明的抗偏心磁悬浮轴承电机的径向剖面构造图。

图4是本发明的可移动抗偏心挤压环磁悬浮电机的径向剖面构造图。

图5是本发明的不封闭环径向抗偏心磁悬浮轴承电机的径向剖面构造图。

图6是本发明的外转子式抗偏心磁悬浮电机的径向剖面构造图。下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1中，主轴1，电机壳2，径向悬浮磁环3，径向挤压磁环4，轴向悬浮磁环5，固定在电机壳上的轴向挤压磁环6，不导磁的环7，电机转子8，电机定子9等。安装在轴承套2两端的径向挤压磁环4通过磁环内测面的挤压力，对安装在主轴1上的悬浮磁环3实施均衡径向挤压，使径向悬浮磁环3处于径向悬浮状态，实现主轴径向悬浮。安装在电机壳2上的轴向挤压磁环6对固定在主轴上的轴向悬浮磁环5径向轴向挤压，实现主轴轴向悬浮。这样整个主轴就处于悬浮状态。

图2中，两个内测为锥形斜面的径向挤压磁环4安装在电机壳2的两端，挤压两个外侧为锥面的斜面的径向悬浮磁环3，径向悬浮磁环3固定在主轴1上，带动主轴1实现径向悬浮；两个轴向挤压磁环7固定在电机壳2上，大轴向悬浮套环5套在小轴向悬浮套环6的外侧，共同挤压两个轴向挤压环7，实现轴向悬浮。电机定子9安装在电机壳2的中部；电机转子10固定在主轴1上，与定子对应。主轴上的轴向悬浮磁环组(5和6)与径向悬浮磁环3通过不导磁的环8隔开。

图3中，两个抗偏心径向挤压磁环4固定在电机壳2的两端，挤压两个固定在主轴1上的抗偏心径向悬浮磁环3，两个径向挤压磁环4a固定在磁环4的内测，挤压固定在主轴1上的两个径向悬浮环3a。两个轴向挤压环6安装在电机壳2上，分别挤压固定在主轴1上的轴向悬浮环5，实现主轴1的轴向悬浮。电机转子8安装在主轴上，电机定子9安装在电机壳上，与转子对应。固定在主轴上的悬浮磁环之间可以用不导磁的环7隔开。

由于抗偏心径向挤压磁环4的内径大于径向挤压磁环4a的内径，这样主轴在受到附加载荷，出现径向位移时，抗偏心径向悬浮磁环3的一边就会靠近抗偏心径向挤压磁环4一边，而另外一边就会远离磁环4的内侧。如果此时靠近一边两环间距在2毫米附件，此时挤压力就会剧烈增加，远离一边距离大于3毫米挤，挤压力就会剧烈减少，这样就可以抵消悬浮磁环的过大载荷。实现电机的抗偏心运转。

磁环间的挤压力与挤压间距有关，挤压力同时还与磁环的体积有关。所以两个磁环挤压力出现剧烈变化的区域不局限于2-3毫米之间。

图3中的抗偏心永磁挤压环还可以用内径大于径向悬浮环内径的磁环取代，同时该挤压磁环可以实现实时径向移动，轴承中还需要安装主轴位移传感器，使主轴能够通过该磁环的径向移动产生的径向挤压力抵消受到的径向偏离。实现径向抗偏心。

图3中的抗偏心永磁挤压环也可以用可径向移动的磁瓦取代。用磁瓦的实时径向移动抵消主轴受到的径向偏力，实现径向抗偏心。

图3中的永磁抗偏心结构还可以用完全用电磁悬浮结构取代。也就是用两个铁环取代抗偏心径向悬浮环两个抗偏心径向挤压磁环4，用四个或多个电磁铁取代抗偏心径向悬浮磁环3，利用位移传感器获取悬浮环位移数据，控制电磁铁实时调整对中间悬浮铁环的吸引力，实现径向抗偏心磁悬浮。