一种磁悬浮轴承系统及磁悬浮电机技术方案

本公开是关于一种磁悬浮轴承系统及磁悬浮电机，属于磁悬浮技术领域。本公开的磁悬浮轴承系统包括转子和分别设置在转子左右两侧的两个磁轴承定子组件；每个磁轴承定子组件包括定子铁芯和设置在定子铁芯上的多个磁极，多个磁极上分别绕设励磁线圈；转子与两个磁轴承定子组件对应的位置分别设置倾斜部，多个磁极靠近倾斜部的一端分别设置配合部，倾斜部与配合部之间形成气隙；多个磁极用于在励磁线圈通电时经配合部对转子施加电磁力，倾斜部用于将电磁力分解为沿转子轴向方向的第一电磁力和沿转子径向方向的第二电磁力。本公开的磁悬浮轴承系统在取消轴向磁轴承的情况下依然可以实现五自由度磁悬浮支撑，有效缩短了转子的长度，降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种磁悬浮轴承系统及磁悬浮电机


[0001]本公开涉及磁悬浮
，尤其涉及一种磁悬浮轴承系统及磁悬浮电机。

技术介绍

[0002]相关技术中，磁悬浮电机通过两个径向磁轴承和一个轴向磁轴承实现转子的磁悬浮支撑。其中，两个径向磁轴承位于转子的两端，以实现转子的径向定位，一个轴向磁轴承位于转子任一端，以实现转子轴向定位。但两个径向磁轴承和一个轴向磁轴承的设置造成转子的长度较长，磁悬浮电机体积较大，生产成本较高。

技术实现思路

[0003]为克服相关技术中存在的问题，本公开提供了一种磁悬浮轴承系统及磁悬浮电机。
[0004]本公开第一方面提出了一种磁悬浮轴承系统，包括转子和分别设置在所述转子左右两侧的两个磁轴承定子组件，两个所述磁轴承定子组件关于所述转子左右两侧对称设置；每个所述磁轴承定子组件包括定子铁芯和设置在所述定子铁芯上的多个磁极，多个所述磁极上分别绕设励磁线圈；所述转子与两个所述磁轴承定子组件对应的位置分别设置倾斜部，多个所述磁极靠近所述倾斜部的一端分别设置配合部，所述倾斜部与所述配合部对应设置，所述倾斜部与所述配合部之间形成气隙；多个所述磁极用于在所述励磁线圈通电时经所述配合部对所述转子施加电磁力，所述倾斜部用于将所述电磁力分解为沿所述转子轴向方向的第一电磁力和沿所述转子径向方向的第二电磁力。
[0005]本公开一些实施例中，所述转子设置于所述定子铁芯的内环内，多个所述磁极设置在所述定子铁芯的内环上，所述倾斜部包括第一外锥面，所述配合部包括第一内锥面，所述第一外锥面与所述第一内锥面平行。
[0006]本公开一些实施例中，所述转子包括转子主体，所述第一外锥面由所述转子主体的外壁面向靠近所述转子主体的轴向方向的中心线方向倾斜设置。
[0007]本公开一些实施例中，所述转子设置于所述定子铁芯的外环外，多个所述磁极设置在所述定子铁芯的外环上；所述倾斜部包括第二内锥面，所述配合部包括第二外锥面，所述第二内锥面与所述第二外锥面平行。
[0008]本公开一些实施例中，所述转子包括转子主体，所述第二内锥面由所述转子主体的内壁面向远离所述转子主体的轴向方向的中心线的方向倾斜设置。
[0009]本公开一些实施例中，与两个所述磁轴承定子组件对应的两个所述倾斜部关于所
述转子对称设置。
[0010]本公开一些实施例中，所述励磁线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈与所述第二线圈相互独立；所述第一线圈内流通第一电流，所述第一电流用于调节所述转子的径向自由度；所述第二线圈内流通第二电流，所述第二电流用于调节所述转子的轴向自由度。
[0011]本公开一些实施例中，所述励磁线圈内流通的电流包括第一电流、第二电流和第三电流，所述第一电流用于所述转子的工作点电流，所述第二电流用于调节所述转子的径向自由度，所述第三电流用于调节所述转子的轴向自由度。
[0012]本公开一些实施例中，多个所述磁极包括第一磁极和第二磁极，所述第一磁极与所述第二磁极交替设置；每相邻两个所述第一磁极与所述第二磁极形成磁极对，属于同一磁极对的所述第一磁极和所述第二磁极的磁性相反，属于不同所述磁极对的两个相邻的所述第一磁极和所述第二磁极的磁性相同；同一所述磁轴承定子组件中，相对设置的两个所述磁极对差动控制；不同所述磁轴承定子组件中，关于所述转子左右两侧对称设置的两个所述磁极对差动控制。
[0013]本公开第二方面提出了一种磁悬浮电机，本公开的磁悬浮电机包括本公开第一方面所提出的磁悬浮轴承系统。
[0014]本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开的磁悬浮轴承系统在取消轴向磁轴承的情况下依然可以实现五自由度磁悬浮支撑，有效缩短了转子的长度，减小了转子所占用的磁悬浮电机的内部空间，缩小磁悬浮电机体积，降低生产成本。同时，转子长度缩短后可以大幅提高转子的刚度、提高模态频率、提高磁悬浮电机的最高转速。
[0015]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
[0016]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0017]图1是相关技术的磁悬浮轴承系统的示意图。
[0018]图2是相关技术的磁悬浮轴承系统的转子与径向磁轴承定子组件的装配示意图。
[0019]图3是根据本公开一示例性实施例示出的磁悬浮轴承系统的示意图。
[0020]图4是根据本公开一示例性实施例示出的转子与磁轴承定子组件的装配示意图。
[0021]图5是根据本公开一示例性实施例示出的定子铁芯与磁极的示意图。
[0022]图6是根据本公开另一示例性实施例示出的磁悬浮轴承系统的示意图。
[0023]图7是根据本公开另一示例性实施例示出的转子与磁轴承定子组件的装配示意图。
[0024]图8是根据本公开另一示例性实施例示出的定子铁芯与磁极的示意图。
[0025]图9是根据一示例性实施例示出的磁轴承定子组件对转子的磁场力的分解图。
[0026]其中：1
‑
转子；2
’‑
径向磁轴承；2
‑
磁轴承定子组件；3
‑
轴向磁轴承；21
‑
定子铁芯；
22
‑
磁极；23
‑
励磁线圈；4
‑
气隙；5
‑
推力盘；11
‑
转子主体；12
‑
倾斜部；121
‑
第一外锥面；122
‑
第二内锥面；221
‑
配合部；201
‑
第一内锥面；202
‑
第二外锥面；24
‑
磁极对；241
‑
第一磁极；242
‑
第二磁极；25
‑
中心线。
具体实施方式
[0027]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0028]相关技术中，如图1所示，磁悬浮电机的磁悬浮轴承系统包括两个径向磁轴承2
’
和一个轴向磁轴承3，两个径向磁轴承2
’
位于转子1的两端，轴向磁轴承3位于转子的任意一端。轴向磁轴承3包括两个轴向磁轴承定子组件，两个轴向磁轴承定子组件之间设置推力盘5，推力盘5与转子1相连，推力盘5与两个轴向磁轴承定子组件之间分别形成气隙，以使推力盘5相对两个轴向磁轴承定子组件无接触转动。如图2所示，每个径向磁轴承2
’
包括一个径向磁轴承定子组件，径向磁轴承定子组件包括定子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮轴承系统，其特征在于，包括转子（1）和分别设置在所述转子（1）左右两侧的两个磁轴承定子组件（2），两个所述磁轴承定子组件（2）关于所述转子（1）左右两侧对称设置；每个所述磁轴承定子组件（2）包括定子铁芯（21）和设置在所述定子铁芯（21）上的多个磁极（22），多个所述磁极（22）上分别绕设励磁线圈（23）；所述转子（1）与两个所述磁轴承定子组件（2）对应的位置分别设置倾斜部（12），多个所述磁极（22）靠近所述倾斜部（12）的一端分别设置配合部（221），所述倾斜部（12）与所述配合部（221）对应设置，所述倾斜部（12）与所述配合部（221）之间形成气隙（4）；多个所述磁极（22）用于在所述励磁线圈（23）通电时经所述配合部（221）对所述转子（1）施加电磁力，所述倾斜部（12）用于将所述电磁力分解为沿所述转子（1）轴向方向的第一电磁力和沿所述转子（1）径向方向的第二电磁力。2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮轴承系统，其特征在于，所述转子（1）设置于所述定子铁芯（21）的内环内，多个所述磁极（22）设置在所述定子铁芯（21）的内环上，所述倾斜部（12）包括第一外锥面（121），所述配合部（221）包括第一内锥面（201），所述第一外锥面（121）与所述第一内锥面（201）平行。3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮轴承系统，其特征在于，所述转子（1）包括转子主体（11），所述第一外锥面（121）由所述转子主体（11）的外壁面向靠近所述转子主体（11）的轴向方向的中心线（25）方向倾斜设置。4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮轴承系统，其特征在于，所述转子（1）设置于所述定子铁芯（21）的外环外，多个所述磁极（22）设置在所述定子铁芯（21）的外环上；所述倾斜部（12）包括第二内锥面（122），所述配合部（221）包括第二外锥面（202），所述第二内锥面（122）与所述第二外锥面（202）平行。5.根据权利要求4所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永胜，王献忠，张婕妤，李致宇，孙洪洋，陈荣荣，付英明，
申请(专利权)人：山东天瑞重工有限公司，
类型：发明
国别省市：