磁悬浮轴承、电机、压缩机和空调器制造技术

本申请提供一种磁悬浮轴承、电机、压缩机和空调器。该磁悬浮轴承包括轴向轴承，轴向轴承包括内轴向铁芯、外轴向铁芯、第二永磁体、第一控制绕组和第二控制绕组，内轴向铁芯和外轴向铁芯同轴设置，第二永磁体设置在径向间隙内，第二永磁体径向充磁，第一控制绕组绕制在径向间隙内，并位于第二永磁体的第一端，第二控制绕组绕制在径向间隙内，并位于第二永磁体的第二端。根据本申请的磁悬浮轴承、电机、压缩机和空调器，能够避免两端轴向轴承其中一个方向的控制绕组出现故障，导致磁悬浮轴承失效的问题。

Magnetic bearings, motors, compressors and air conditioners

【技术实现步骤摘要】
磁悬浮轴承、电机、压缩机和空调器
本申请属于电机
，具体涉及一种磁悬浮轴承、电机、压缩机和空调器。
技术介绍
磁悬浮轴承具有无接触、无磨损、高转速、高精度、不需要润滑和密封等一系列优良品质，是集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学一体的高新技术产物。磁力轴承分为主动式、被动式、混合式三种类型，主动式磁力轴承刚度大，可以精密控制，但产生单位承载力所需体积和功耗较大；被动式磁力轴承利用磁性材料之间的吸力或斥力实现转子的悬浮，刚度和阻尼都比较低；混合式磁力轴承运用永磁体提供偏置磁场取代主动式磁轴承中电磁铁产生的静态偏置磁场，减少控制绕组的安匝数，缩小轴承体积，提高轴承承载能力等；混合式磁力轴承对体积和功耗有严格要求的领域有着不可替代的优势，磁力轴承又主要应用于高速、超高速场合。因此，磁悬浮系统的集成化、微型化和提高控制系统的稳定性与可靠性将是重点研究方向。磁悬浮系统轴向自由度的控制中，典型控制方式为中间止推盘，两端轴向轴承，利用两端轴向轴承对止推盘相反方向的吸力，控制止推盘轴向稳定，这种控制方式存在一定弊端，例如轴向自由度控制绕组单一，当两端轴向轴承其中一个方向的控制绕组出故障，则对应方向的轴承对止推盘的吸力将失效，易引发安全故障。
技术实现思路
因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种磁悬浮轴承、电机、压缩机和空调器，能够避免两端轴向轴承其中一个方向的控制绕组出现故障，导致磁悬浮轴承失效的问题。为了解决上述问题，本申请提供一种磁悬浮轴承，包括轴向轴承，轴向轴承包括内轴向铁芯、外轴向铁芯、第二永磁体、第一控制绕组和第二控制绕组，内轴向铁芯和外轴向铁芯同轴设置，第二永磁体设置在内轴向铁芯和外轴向铁芯之间的径向间隙内，第二永磁体径向充磁，第一控制绕组绕制在径向间隙内，并位于第二永磁体的第一端，第二控制绕组绕制在径向间隙内，并位于第二永磁体的第二端。优选地，第二永磁体为永磁环。优选地，径向间隙内还设置有绝缘骨架，第一控制绕组和第二控制绕组均绕制在绝缘骨架上。优选地，绝缘骨架与第二永磁体配合，将内轴向铁芯和外轴向铁芯完全隔离开。优选地，内轴向铁芯的外周壁上设置有第一止挡凸起，外轴向铁芯的内周壁上设置有第二止挡凸起，第二永磁体的第一端止挡在第一止挡凸起上，第二永磁体的第二端止挡在第二止挡凸起上。优选地，第一止挡凸起和/或第二止挡凸起为环形凸起。优选地，轴向轴承外固定套设有外壳。优选地，第一控制绕组和第二控制绕组的通电方向相同。优选地，第一控制绕组和第二控制绕组各自独立控制。优选地，磁悬浮轴承还包括转子组件，轴向轴承的两端分别设置有止推盘，止推盘固定设置在转子组件上。优选地，磁悬浮轴承还包括径向轴承，径向轴承套设在内轴向铁芯的内周侧。优选地，径向轴承包括定子组件和转子组件，定子组件包括定子铁芯，转子组件套设在定子组件的内周侧，定子铁芯的轴向方向的中部设置有用于产生偏置磁场的第一永磁体，第一永磁体径向充磁，定子铁芯的内周壁第一端设置有控制第一控制磁极，第一控制磁极用于控制转子组件沿第一直线往复运动，定子铁芯的内周壁第二端设置有第二控制磁极，第二控制磁极用于控制转子组件沿第二直线往复运动，第一直线位于第一平面内，第二直线位于第二平面内，第一平面和第二平面异面，第一平面和第二平面垂直于定子铁芯的中心轴线。优选地，第一永磁体、定子铁芯、第一控制磁极和转子组件之间形成控制转子组件沿第一直线往复运动的第一控制磁场，第一控制磁场位于第一永磁体的第一端；第一永磁体、定子铁芯、第二控制磁极和转子组件之间形成控制转子组件沿第二直线往复运动的第二控制磁场，第二控制磁场位于第一永磁体的第二端。优选地，第一控制磁极包括设置在定子铁芯第一端端部的第一铁芯和绕设在第一铁芯上的第一线圈，两个第一铁芯位于定子铁芯的同一直径的两端，第一铁芯从定子铁芯的内周壁径向向定子铁芯的中心轴线凸出；和/或，第二控制磁极包括设置在定子铁芯第二端端部的第二铁芯和绕设在第二铁芯上的第二线圈，两个第二铁芯位于定子铁芯的同一直径的两端，第二铁芯从定子铁芯的内周壁径向向定子铁芯的中心轴线凸出。优选地，第一永磁体包括四个环形段，四个环形段沿定子铁芯的内周侧周向均匀分布，其中两个相对的环形段位于第一直线上，另外两个相对的环形段位于第二直线上。优选地，定子铁芯包括内铁芯和位于内铁芯两端的控制磁极段，至少一个控制磁极段与内铁芯分体设置。优选地，定子组件还包括壳体，壳体套设在定子铁芯外周，壳体的两端分别设置有轴向限位结构，定子铁芯通过轴向限位结构轴向限位在壳体内。优选地，壳体内套并固定于内轴向铁芯的内圈。根据本申请的另一方面，提供了一种电机，包括磁悬浮轴承，磁悬浮轴承为上述的磁悬浮轴承。根据本申请的另一方面，提供了一种压缩机，包括磁悬浮轴承，磁悬浮轴承为上述的磁悬浮轴承。根据本申请的另一方面，提供了一种空调器，包括磁悬浮轴承，磁悬浮轴承为上述的磁悬浮轴承。本申请提供的磁悬浮轴承，包括轴向轴承，轴向轴承包括内轴向铁芯、外轴向铁芯、永磁体、第一控制绕组和第二控制绕组，内轴向铁芯和外轴向铁芯同轴设置，永磁体设置在内轴向铁芯和外轴向铁芯之间的径向间隙内，永磁体径向充磁，第一控制绕组绕制在径向间隙内，并位于永磁体的第一端，第二控制绕组绕制在径向间隙内，并位于永磁体的第二端。该磁悬浮轴承在工作时，由于采用了永磁偏置结构，因此可以通过永磁体提供持续稳定的轴向磁场作用，第一控制绕组和第二控制绕组仅用来控制磁悬浮轴承轴向方向两端的平衡磁力大小，即使在工作过程中由于故障导致其中一个控制绕组或者两个控制绕组均发生故障，仍然可以通过永磁体提供的偏置磁场使得磁悬浮轴承有效工作，避免磁悬浮轴承失效，避免高速旋转的转轴出现无控制的安全隐患，提高磁悬浮系统的稳定性与可靠性。附图说明图1为本申请实施例的磁悬浮轴承的径向轴承剖视结构示意图；图2为本申请实施例的磁悬浮轴承的径向轴承立体结构示意图；图3为本申请实施例的磁悬浮轴承的径向轴承分解结构示意图；图4为本申请实施例的磁悬浮轴承的轴向轴承剖视结构示意图；图5为本申请实施例的磁悬浮轴承的轴向轴承立体结构示意图；图6为本申请实施例的磁悬浮轴承的轴向轴承分解结构示意图图7为本申请实施例的磁悬浮轴承的径向轴承和轴向轴承组合结构示意图；图8为本申请实施例的磁悬浮轴承的径向轴承和轴向轴承组合结构立体图；图9为本申请实施例的磁悬浮轴承的径向轴承和轴向轴承组合结构分解图；图10为本申请实施例的磁悬浮轴承的径向轴承竖直方向运动控制的磁路图；图11为本申请实施例的磁悬浮轴承的径向轴承水平方向运动控制的磁路图；图12为本申请实施例的磁悬浮轴承的径向轴承的左视结构图；图13为本申请实施例的磁悬浮轴承的径向轴承的右视结构图；图14为本申请实施例的磁悬浮轴承的轴向轴承的磁路图；图15为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁悬浮轴承，其特征在于，包括轴向轴承(17)，所述轴向轴承(17)包括内轴向铁芯(20)、外轴向铁芯(21)、第二永磁体(22)、第一控制绕组(23)和第二控制绕组(24)，所述内轴向铁芯(20)和所述外轴向铁芯(21)同轴设置，所述第二永磁体(22)设置在所述内轴向铁芯(20)和所述外轴向铁芯(21)之间的径向间隙(25)内，所述第二永磁体(22)径向充磁，所述第一控制绕组(23)绕制在所述径向间隙(25)内，并位于所述第二永磁体(22)的第一端，所述第二控制绕组(24)绕制在所述径向间隙(25)内，并位于所述第二永磁体(22)的第二端。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮轴承，其特征在于，包括轴向轴承(17)，所述轴向轴承(17)包括内轴向铁芯(20)、外轴向铁芯(21)、第二永磁体(22)、第一控制绕组(23)和第二控制绕组(24)，所述内轴向铁芯(20)和所述外轴向铁芯(21)同轴设置，所述第二永磁体(22)设置在所述内轴向铁芯(20)和所述外轴向铁芯(21)之间的径向间隙(25)内，所述第二永磁体(22)径向充磁，所述第一控制绕组(23)绕制在所述径向间隙(25)内，并位于所述第二永磁体(22)的第一端，所述第二控制绕组(24)绕制在所述径向间隙(25)内，并位于所述第二永磁体(22)的第二端。


2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述第二永磁体(22)为永磁环。


3.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述径向间隙(25)内还设置有绝缘骨架(26)，所述第一控制绕组(23)和所述第二控制绕组(24)均绕制在所述绝缘骨架(26)上。


4.根据权利要求3所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述绝缘骨架(26)与所述第二永磁体(22)配合，将所述内轴向铁芯(20)和所述外轴向铁芯(21)完全隔离开。


5.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述内轴向铁芯(20)的外周壁上设置有第一止挡凸起(27)，所述外轴向铁芯(21)的内周壁上设置有第二止挡凸起(28)，所述第二永磁体(22)的第一端止挡在所述第一止挡凸起(27)上，所述第二永磁体(22)的第二端止挡在所述第二止挡凸起(28)上。


6.根据权利要求5所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述第一止挡凸起(27)和/或所述第二止挡凸起(28)为环形凸起。


7.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述轴向轴承(17)外固定套设有外壳(29)。


8.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述第一控制绕组(23)和所述第二控制绕组(24)的通电方向相同。


9.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述第一控制绕组(23)和所述第二控制绕组(24)各自独立控制。


10.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述磁悬浮轴承还包括转子组件(3)，所述轴向轴承(17)的两端分别设置有止推盘(18)，所述止推盘(18)固定设置在所述转子组件(3)上。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述磁悬浮轴承还包括径向轴承(1)，所述径向轴承(1)套设在所述内轴向铁芯(20)的内周侧。


12.根据权利要求11所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述径向轴承(1)包括定子组件(2)和转子组件(3)，所述定子组件(2)包括定子铁芯(4)，所述转子组件(3)套设在所述定子组件(2)的内周侧，所述定子铁芯(4)的轴向方向的中部设置有用于产生偏置磁场的第一永磁体(5)，所述第一永磁体(5)径向充磁，所述定子铁芯(4)的内周壁第一端设置有控制第一控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭建明，胡余生，陈彬，张小波，张芳，龚高，吴瑞，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44