[发明专利]主动式径向磁悬浮轴承及其设计方法、压缩机、空调器

说明书

本发明提供一种主动式径向磁悬浮轴承及其设计方法、压缩机、空调器，其中的主动式径向磁悬浮轴承，包括定子铁芯，所述定子铁芯包括呈环形的铁芯轭部以及处于所述铁芯轭部的内周侧上的多个铁芯齿部，其中，多个所述铁芯齿部的周向宽度皆为x，所述铁芯轭部的径向宽度为y，x/y＞1。根据本发明，能够使所述铁芯齿部的材料达到较佳利用率时，铁芯轭部的材料也能够达到较佳利用率，从而能够在所述主动式径向磁悬浮轴承的体积一定时磁悬浮轴承承载力或者支承刚度更优，能够避免为了提高磁悬浮轴承承载力或者支承刚度而增大轴承的设计尺寸导致整体体积增大、成本提高的不足。

技术领域

本发明属于电机制造技术领域，具体涉及一种主动式径向磁悬浮轴承及其设计方法、压缩机、空调器。

背景技术

主动式磁悬浮轴承利用可控电磁力将转轴悬浮起来，为保证转子维持稳定悬浮且具有较高运行精度，磁悬浮轴承需要提供足够大的承载力及支承刚度。

常见的主动式磁悬浮径向轴承包括定子铁芯100、定子绕组200、转子铁芯300、转轴400，定转子之间存在气隙500，如图4(图中以n＝4为例)，定子铁芯100包括轭部101、2n个宽度相等的齿部102和2n个线圈腔103，n一般取3以上的整数，2n个齿部102上会安装有2n个定子绕组200。将2n个齿部102及定子绕组200分为n组，当其中一组绕组通入控制电流，将产生如图4所示磁路(图中以n＝4为例)，其中磁路主要沿着主磁路(6a)，但也会存在漏磁磁路(6b)，图x所示漏磁磁路(6b)仅为部分示例。一般情况下，认为磁路只沿主磁路(6a)方向，即经过相邻定子的齿部102、相邻气隙500及其之间的定子轭部101和转子铁芯300部分，因此为保证磁路均匀，径向磁悬浮轴承定子的极柱/齿部102与同组相邻齿部之间的轭部101宽度设计为相等。但实际由于漏磁磁路(6b)的存在，经过定子齿部的磁力线会有少部分未从相邻齿部间的轭部经过，导致定子齿部102的磁饱和强度会略高于轭部101，当齿部材料达到最佳利用率时，轭部材料未达到最佳利用率，因此并未达到该尺寸下轴承的最优电磁方案。

发明内容

因此，本发明提供一种主动式径向磁悬浮轴承及其设计方法、压缩机、空调器，能够克服相关技术中在主动式径向磁悬浮轴承的铁芯齿轭等宽设计中，未考虑轴承定子铁芯的漏磁磁路的影响导致铁芯齿部的材料达到较佳利用率时，铁芯轭部材料未达到较佳利用率的不足。

为了解决上述问题，本发明提供一种主动式径向磁悬浮轴承，包括定子铁芯，所述定子铁芯包括呈环形的铁芯轭部以及处于所述铁芯轭部的内周侧上的多个铁芯齿部，其中，多个所述铁芯齿部的周向宽度皆为x，所述铁芯轭部的径向宽度为y，x/y＞1。

优选地，x/y≤1.8。

优选地，1.05≤x/y≤1.3。

优选地，xπd/(2n)-2g，其中d为所述定子铁芯的内圆孔径，g为所述定子铁芯与转子铁芯之间形成的定转子气隙径向厚度，2n为所述铁芯齿部的个数。

优选地，0.32nx/πd0.85。

优选地，所述主动式径向磁悬浮轴承还包括转子铁芯，其套装于转轴上，所述转子铁芯的径向厚度为z，z/y＞0.5。

本发明还提供一种主动式径向磁悬浮轴承的设计方法，包括如下步骤：

获取所述主动式径向磁悬浮轴承的定子铁芯的外圆直径及轴向厚度；

基于所述外圆直径及轴向厚度在保持所述定子铁芯具有的铁芯齿部的周向宽度x与所述定子铁芯具有的铁芯轭部的径向宽度y相等的前提下对所述主动式径向磁悬浮轴承的定子磁路面积及线圈腔面积进行优化，得到第一定子磁路面积优化值及线圈腔面积优化值；

基于所述第一定子磁路面积优化值及线圈腔面积优化值确定定子绕组的工艺参数；