[实用新型]磁轴承支撑的永磁同步电机及其磁轴承

说明书

磁轴承支撑的永磁同步电机及其磁轴承，包括电机安装座、电机轴和磁轴承，电机轴转动安装在电机安装座内，在电机轴的两端均安装有磁轴承，在电机安装座上安装有轴承安装件，磁轴承安装在轴承安装件上，采用磁轴承采用双磁链回路，永磁体磁链承担高速轴及轴上部件的载荷及负载；线圈磁路控制高速轴的载荷波动，提高高速转轴的稳定性。

技术领域

本实用新型属于同步电机领域，具体涉及一种磁轴承支撑的永磁同步电机及其磁轴承。

背景技术

高速主轴在旋转过程中，由于转速过高，普通轴承发热明显，当摩擦产生的热应力超过轴承的转速极限，极易引起结构失效，可靠性降低。采用无接触式的磁悬浮轴承和气浮轴承系统，成为降低机械摩擦磨损、能量损耗，提高系统运行转速的可替代方案。

采用磁轴承对旋转主轴进行支撑，能够进一步减小主轴的长度，提高主轴的临界转速、更好的控制主轴的稳定性，提高电能的利用率等。随着电力电子技术的发展和电子器件价格的降低，磁轴承的应用会越来越广泛。由于磁轴承和高速旋转的主轴之间不存在物理接触，能量的利用率将达到97％左右。

传统的五自由度磁轴承，主要通过2个径向磁轴承和1个轴向磁轴承，来控制旋转主轴的5个自由度，保留主轴绕着主轴高速旋转。存在轴承数量多，结构复杂，集成度较低，轴加工制造复杂等问题的出现。

发明内容

针对以上不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种磁轴承支撑的永磁同步电机及其磁轴承，采用双磁链回路，永磁体磁链承担高速轴及轴上部件的载荷及负载；线圈磁路控制高速轴的载荷波动，提高高速转轴的稳定性。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是，

磁轴承支撑的永磁同步电机，包括电机安装座、电机轴和磁轴承，电机轴转动安装在电机安装座内，在电机轴的两端均安装有磁轴承，在电机安装座上安装有轴承安装件，磁轴承安装在轴承安装件上。

进一步的，轴承安装件包括成对相对设置的安装块，安装块上挖设有轴承限位槽，磁轴承安装在两个相邻的轴承限位槽之间。

进一步的，电机安装座包括安装座板、电机筒和电机永磁体，电机筒的两端分别固定连接有安装座板，电机永磁体固定安装在电机筒内，电机轴转动安装在电机永磁体围成的安装腔内。

上述永磁同步电机的磁轴承，包括定子铁芯、转子铁芯组件、定子永磁体、定子径向线圈和定子轴向线圈，定子径向线圈均匀地绕设在定子铁芯的内侧壁上，定子永磁体固定安装在相邻的定子径向线圈之间，定子轴向线圈固定安装在定子铁芯的一侧端部，定子永磁体、定子径向线圈、定子轴向线圈合围形成转子安装腔，转子铁芯组件安装在转子安装腔内。

进一步的，转子铁芯组件包括转子径向铁芯、转子轴向铁芯和隔磁板，转子径向铁芯、转子轴向铁芯分别固定安装在隔磁板的两端，转子轴向铁芯靠近定子轴向线圈设置。

进一步的，隔磁板包括隔磁法兰盘和铁芯分隔板，铁芯分隔板垂直连接在隔磁法兰盘上，转子径向铁芯、转子轴向铁芯分别安装在隔磁法兰盘的两端。

进一步的，在定子铁芯内设有轴向线圈安装腔和径向线圈安装腔，定子永磁体、定子径向线圈均固定安装在径向线圈安装腔内，定子轴向线圈安装在轴向线圈安装腔内。

进一步的，径向线圈安装腔内固定连接有线圈柱。

进一步的，定子铁芯的内侧壁上挖设有线圈凹槽，线圈柱固定连接在线圈凹槽内。

进一步的，定子永磁体沿着整个磁轴承的径向充磁，且同一个磁轴承内的所有定子永磁铁的充磁方向一致，指向由径向朝内或径向朝外。