[发明专利]一种磁悬浮电机

说明书

本发明公开了一种磁悬浮电机，包括外壳、定子组件和转子组件，定子组件内置于外壳中，转子组件转动穿连在定子组件内，本磁悬浮电机还包括磁轴承组，磁轴承组套接在转子组件上，磁轴承组包括轴向磁轴承和所述磁轴承组包括径向磁轴承，轴向磁轴承成对设置，转子组件上设有轴向推力盘，轴向推力盘位于配对的轴向磁轴承之间，径向磁轴承套接在转子组件近两端处。本发明采用了磁轴承组支承转子组件，机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长等优点，可提高电机转速，增加使用寿命，还可以显著减少部件更换频次，提高维护便利度。

技术领域

本发明涉及一种动力装置，更具体地说，它涉及一种磁悬浮电机。

背景技术

传统的电动机采用机械轴承支承转子，在转子转动过程中机械轴承自身仍存在机械振动及摩擦，不仅会影响转子的转速，还会产生噪声、热量，影响电机使用寿命，为此，人们发明了磁悬浮电机，采用非接触式支撑方式支承转子，可以消除机械摩擦，大大提高转速及使用寿命。但现有的磁悬浮电机常会因外力干扰、负载变化、控制失稳等原因而出现转子失稳现象，转子失稳后会在电机内部姿态失控，产生轴向窜动、离轴偏转等运动，与壳体、定子发生摩擦、撞击进而导致电机损坏。磁悬浮电机的主轴与磁力轴承间的配合对主轴运行的稳定性影响极大，磁悬浮电机运行时，磁悬浮电机的主轴与磁力轴承间存在很强的相互作用，磁力轴承必须均衡设置，可靠固定，才能确保磁悬浮电机的主轴的稳定运行。现有的轴向磁力轴承在结构设计、安装布局方面仍存在一些不合理之处。如公开号为CN106979225B的发明专利于2018年12月18日公开了一种锥形轴向磁轴承，属于磁悬浮轴承领域。其由两个锥形磁轴承构成，二者之间存有间隙，且锥形角方向相反；定子为8极结构，定子轭上嵌有4个环向充磁的永磁体，相互间隔90°，且两定子处于同一圆周位置角的永磁体充磁方向相反；两定子齿与齿对齐，处于同一空间位置的两定子齿上共同绕有一个绕组，共8个，且串联构成一套悬浮绕组；永磁体提供偏置磁通，通过控制悬浮绕组电流的大小和方向以产生所需的轴向悬浮力。该发明两磁轴承间磁路相互隔离，且仅存在径向磁通，无轴向磁路，定、转子均可由硅钢片叠压而成，加工简单，铁心损耗小，效率高。但该发明只能提供单向的轴向磁力，不利于控制轴的轴向窜动以及由此引发的机械碰撞、摩擦。

发明内容

现有的磁悬浮电机中轴向磁力轴承在结构设计、安装布局方面仍存在一些不合理之处，不利于控制轴的轴向窜动以及由此引发的机械碰撞、摩擦，为克服这一缺陷，本发明提供了一种优化轴向磁力轴承结构，可提供双向磁斥力有效防止电机轴发生轴向窜动以及机械碰撞、摩擦的磁悬浮电机。

本发明的技术方案是：一种磁悬浮电机，包括外壳、定子组件和转子组件，定子组件内置于外壳中，转子组件转动穿连在定子组件内，本磁悬浮电机还包括磁轴承组，磁轴承组套在转子组件外，磁轴承组包括轴向磁轴承和所述磁轴承组包括径向磁轴承，轴向磁轴承成对设置，转子组件上设有轴向推力盘，轴向推力盘位于配对的轴向磁轴承之间，径向磁轴承套接在转子组件近两端处。磁轴承组利用磁铁同极相斥的原理而制造的非接触式轴承，与传统滚珠轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁轴承不存在机械接触，转子可以达到很高的运转速度，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用高速、真空、超净等特殊环境。轴向磁轴承通电时成为电磁铁，轴向推力盘相对轴向磁轴承运动，轴向推力盘被磁化，也产生了本身的磁场且与轴向磁轴承同极性相对，因此会对轴向磁轴承产生斥力，配对的轴向磁轴承分别从轴向推力盘两端推斥，这样轴向磁轴承就可防止轴向推力盘，乃至转子组件发生轴向窜动。同理径向磁轴承通电时成为电磁铁，转子组件上对应径向磁轴承的部段被磁化，也产生了本身的磁场且与径向磁轴承同极性相对，对径向磁轴承产生斥力，使得转子组件悬浮起来。