[发明专利]一种磁悬浮轴承及磁悬浮电机

说明书

技术领域

本发明涉及磁悬浮技术领域，尤其涉及一种磁悬浮轴承及磁悬浮电机。

背景技术

现有电机的轴承按其功能分为推力轴承和径向轴承，按其内部结构分为滑动和滚动轴承。在各类轴承中，存在以下问题，首先，由于机械摩擦造成能量损耗；其次是温度升高造成轴承损坏；第三是因摩擦磨损使得检修、更换频繁。

磁悬浮轴承是一种利用磁场力将转子悬浮于空间，不需要任何介质而实现承载的非接触支承装置，与传统的滚动和滑动轴承相比，磁力轴承没有机械接触，不需要传力介质，避免了由于摩擦而产生的能量损耗。但是现有的磁悬浮轴承一般为径向的磁悬浮轴承，保证了转动轴的径向悬浮。但是在轴向上对转动轴没有限制，转动轴在转动时，容易发生轴向窜动，影响传动性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种同时在轴向和径向上控制转动轴的磁悬浮轴承和电机。

本发明的技术方案提供一种磁悬浮轴承，包括轴承室，固定在所述轴承室中同轴的永磁内环和永磁外环，所述永磁内环与所述永磁外环的同极相对，所述永磁内环具有对称外曲面，所述永磁外环具有对称内曲面，所述对称外曲面与所述对称内曲面之间留有气隙。

优选地，所述对称内曲面和所述对称外曲面为半球面，或圆锥面，或圆弧面。

优选地，所述对称内曲面和所述对称外曲面的两端分别沿轴向延伸形成内水平部和外水平部，所述内水平部和所述外水平部之间留有气隙。

优选地，所述对称外曲面上完全包覆有一层抗磁性层。

优选地，所述对称内曲面上完全包覆有一层抗磁性层。

优选地，所述对称外曲面和外水平部上完全包覆有一层抗磁性层。

优选地，所述对称内曲面和内水平部上完全包覆有一层抗磁性层。

优选地，所述抗磁性层为石墨，或铋，或铜，或锌，或石墨烯。

本发明的另一技术方案提供一种磁悬浮电机，包括电机壳体，固定在所述电机壳体两端的两个径向对称的磁悬浮轴承，穿过所述磁悬浮轴承的转动轴，所述转动轴上设有轴向磁通永磁体盘，所述电机壳体内固定有与所述轴向磁通永磁体盘相对的轴向磁通驱动绕组盘；所述磁悬浮轴承包括轴承室，固定在所述轴承室中同轴的永磁内环和永磁外环，所述永磁内环与所述永磁外环的同极相对，所述永磁内环具有对称外曲面，所述永磁外环具有对称内曲面，所述对称外曲面与所述对称内曲面之间留有气隙。

优选地，所述对称内曲面和所述对称外曲面为半球面，或圆锥面，或圆弧面。

优选地，所述对称内曲面和所述对称外曲面的两端分别沿轴向延伸形成内水平部和外水平部，所述内水平部和所述外水平部之间留有气隙。

优选地，所述对称外曲面上完全包覆有一层抗磁性层。

优选地，所述对称内曲面上完全包覆有一层抗磁性层。

优选地，所述对称外曲面和外水平部上完全包覆有一层抗磁性层。

优选地，所述对称内曲面和内水平部上完全包覆有一层抗磁性层。

优选地，所述抗磁性层为石墨，或铋，或铜，或锌，或石墨烯。

优选地，所述轴向磁通永磁体盘上设有多个永磁体，相邻所述永磁体的极性相反；所述轴向磁通驱动绕组盘上设有多个与所述永磁体个数对应的无铁芯线圈绕组。

优选地，所述磁悬浮电机中设有多组轴向磁通永磁体盘和所述轴向磁通驱动绕组盘。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：由于永磁内环和永磁外环对应的面为曲面，能同时产生轴向和径向磁力。径向磁力使转动轴悬浮和防止转动轴的径向，减小摩擦；轴向磁力防止转动轴轴向窜动，精确定位。

附图说明

图1是本发明磁悬浮电机的实施例一的结构示意图；

图2是图1中A-A的截面图；

图3是图1中B-B的截面图；

图4是本发明磁悬浮电机的实施例二的结构示意图。

附图标记对准表：

1--电机壳体       2--磁悬浮轴承        3--转动轴

21--轴承室        22--永磁内环         23--永磁外环

24--气隙          25--抗磁性层         221--对称外曲面

222--外水平部     231--对称内曲面      232--内水平部

31--轴向磁通永磁体盘                   32--轴向磁通驱动绕组盘

311--永磁体                            321--线圈绕组