[发明专利]水轮发电机电磁减载轴承

说明书

技术领域：

本发明涉及机器部件，尤其是水轮发电机设备制造领域。

背景技术：

水轮发电机推力轴承通常要承受较大的推力负荷，且摩擦副之间 相对滑动的线速度要达到几米/秒到数十米/秒。一般都采用流体动压 滑动轴承(个别采用流体静压滑动轴承)。但在实际运行中，滑动轴 承一般采用润滑油润滑，动压润滑会产生大量油雾。而轴承油槽采用 动态密封，不可避免存在密封间隙，受密封材料性能限制，油雾会从 油槽溢出，不仅污染空气，更会附着在电机的线圈上，而造成线圈绝 缘性能下降，形成重大的隐患。同时，对于大尺寸、高速机组，由于 轴承载荷大，轴承精度要求高，加工和维护成本高，且运行时轴承损 耗巨大，与轴承损耗相匹配的轴承冷却系统复杂。

发明内容

鉴于以上陈述的已有方案的不足，本发明的目的是研究一种新型 的水轮发电机电磁减载轴承，使之克服现有技术的以上缺点。

本发明是通过如下的手段实现的：

水轮发电机电磁减载轴承，设置在电机定子上，所述减载轴承构 造为：铁磁材料铁芯1固定在电机定子7上；线圈2嵌入铁磁材料铁 芯的凹槽5内形成电磁铁；铁磁材料制成的推力盘3固定在电机转子 4上，面向电磁铁的凹槽侧安放；电磁铁与推力盘之间置有间隙6； 所述线圈2中的导线与控制系统连接。

本发明电磁减载轴承利用电磁力为电机转子提供支承力，且支承 力大小可以由控制系统控制的一种新型轴承，是集机械学、力学、控 制工程、电磁学、电子学和计算机科学于一体的最具代表性的机电一 体化产品，是一种可以实现主动控制的支承装置，具有无接触、无摩 擦磨损、无需润滑和寿命长等优点。

附图说明：

图1为本发明为电磁轴承的结构示意图。

图2为本发明另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，电磁铁固定在电机定子7上，由铁磁材料铁芯1和 线圈2组成，线圈2嵌入铁磁材料铁芯的凹槽5内形成电磁铁。推力 盘3由铁磁材料制成，固定在电机转子4上。电磁铁和推力盘之间的 间隙6可根据具体要求设定。根据不同的电机转子减载的要求，通过 控制系统调节电磁铁线圈2中的电流，可以调节电磁铁与推力盘之间 的吸力。

所述减载轴承可在水轮发电机内多个部位安装使用，电磁轴承还 可做成多种结构，例如减载轴承可增设分置在转子和定子间的同极相 向设置的永磁体，由电磁铁与永磁体或超导磁体共同作用提供电磁 力。图2即为同时具有多种磁力发生体的典型结构，在本实施例中， 除了具有图1的电磁铁减载轴承外，还增设了永磁体(或超导磁体) 构成的减载轴承：固定在电机转子4上的永磁体(或超导磁体)9和 固定在电机定子7上的永磁体(或超导磁体)8同极性相对安装，产 生排斥力而形成减载轴承。

与传统滑动轴承相比，电磁轴承的环保、低耗特点，适用范围宽， 可降低环境污染、减少能源消耗，优势突出。采用电磁轴承可以大幅 度降低推力轴承(尤其高负荷推力轴承)的尺寸，大大降低大容量机 组轴承的加工难度。并且会大幅减小冷却系统尺寸，甚至省去冷却系 统。在当今能源越来越紧张的形势下，采用电磁轴承来逐步代替油润 滑轴承，从而大幅度减小轴承损耗，会产生较大的经济效益。