[发明专利]一种气流纺高速电机

说明书

本发明提供了一种气流纺高速电机，包括转轴和定子，所述转轴的一端端部固定一纺杯，另一端端部设有一用于对所述转轴进行轴向定位的止推部件；所述转轴外侧设有径向磁悬浮轴承,以及由所述径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承构成的混合磁悬浮轴承；所述径向磁悬浮轴承和所述混合磁悬浮轴承将所述转轴无接触地支撑在电磁体之间。本发明利用主动式磁悬浮轴承对气流纺纱转杯进行无接触支承，以使其纺杯实现高速旋转，从而有效地提高纺制出的纱质量。

技术领域

本发明涉及气流纺纱技术领域，具体涉及一种气流纺高速电机。

背景技术

气流纺纱机又叫转杯纺纱机是一种自由端纺纱设备，是利用气流将纤维在高速回转的纺纺杯内凝聚加捻输出成纱的一种新型纺纱技术。它不用锭子，主要靠分梳辊、纺杯、加捻装置等多个部件。其中，纺杯是个小小的金属杯子，它的旋转速度比分梳辊高出10倍以上，由此产生的离心作用，把杯子里的空气向外排。因此，纺杯的旋转速度直接决定了纺纱的质量，即纺杯旋转速度越高，纺制出的纱质量越好，而为转杯提供高速旋转动力的是电机。所以，电机是提供动力的关键部件，更是保证转杯高速旋转的关键部件。

依此，如何提高纺杯及电机转子在纺纱过程中的转速是本领域技术人员急需解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种气流纺高速电机，利用主动式磁悬浮轴承对气流纺纱转杯进行无接触支承，以使其纺杯实现高速旋转。

本发明提供的技术方案如下：

一种气流纺高速电机，包括转轴和定子，所述转轴的一端端部固定一纺杯，另一端端部设有一用于对所述转轴进行轴向定位的止推部件；

所述转轴外侧设有径向磁悬浮轴承,以及由所述径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承构成的混合磁悬浮轴承；

所述径向磁悬浮轴承和所述混合磁悬浮轴承将所述转轴无接触地支撑在电磁体之间。

本技术方案，主要利用径向磁悬浮轴承和混合磁悬浮轴承实现了对由转轴以及与其固定装配的气流纺纱的纺杯所构成的组合旋转体的六个自由度的无接触式主动控制。其中，具体的六个自由度为永磁同步电机提供的围绕电机转轴的轴向高速旋转控制；径向磁悬浮轴承在与转轴的轴向垂直的平面中对转轴提供的水平与垂直两个自由度的位置控制；混合磁悬浮轴承中径向磁悬浮轴承部分在与转轴的轴向垂直的平面中对转轴提供的水平与垂直两个自由度的位置控制，以及混合磁悬浮轴承中的轴向磁悬浮轴承部分提供的轴向位置控制。这样能够使得纺杯以远低于使用机械轴承时的损耗进行高速旋转。同时对在旋转中由于纺纱过程或者由于电磁、机械结构等的原因引起的径向或轴向扰动力进行快速和精确的补偿，以使得高速旋转的纺杯稳定地保持在纺纱工艺要求的位置。

优选地，所述转轴内与所述定子对应处设有一空腔结构，所述空腔结构为柱体状，且所述柱体状的空腔结构内沿所述转轴的中心轴方向设置一柱体；

所述柱体为径向充磁的柱状永磁体；

所述转轴对应所述定子的空腔结构部分为非导磁材料或弱导磁材料中的一种制成；

所述转轴对应磁悬浮轴承的部分为导磁材料制成。

优选地，所述定子通过粘合材料与绕制在线圈骨架上的定子绕组连接；

所述柱状永磁体与所述定子之间的等效磁路气隙为所述空腔结构的壁厚和所述空腔结构的外表面与所述定子绕组之间的径向空气隙长度，以及所述定子绕组的径向厚度总和。