一种磁悬浮电机论文和设计-谭明忠

全文摘要

本实用新型提供了一种磁悬浮电机，包括电机壳体及电机转子；电机壳体内依次设置前端磁轴承部装、电机定子、后端磁轴承部装及轴向轴承部装；电机转子依次穿过前端磁轴承部装、电机定子、后端磁轴承部装及轴向轴承部装。本实用新型一种磁悬浮电机，可以实现在磁轴承断电或出现故障时，电机转子可以稳定可靠的接触到保护轴承上，防止对磁轴承的损坏，并且可以有效减少在电机装配过程中，对电机转子表面的划伤，提高磁悬浮电机性能的可靠性。

主设计要求

1.一种磁悬浮电机，其特征在于：包括电机壳体(5)及电机转子(12)；所述电机壳体(5)内依次设置前端磁轴承部装(110)、电机定子(4)、后端磁轴承部装(120)及轴向轴承部装(130)；所述电机转子(12)依次穿过所述前端磁轴承部装(110)、所述电机定子(4)、所述后端磁轴承部装(120)及所述轴向轴承部装(130)；所述前端磁轴承部装(110)包括套设在所述电机转子(12)上的前端径向传感器(1)、前端磁轴承定子组件(2)及第一保护轴承组件(3)；所述后端磁轴承部装(120)包括套设在所述电机转子(12)上的第二保护轴承组件(6)、后端磁轴承定子组件(7)及后端径向传感器(8)；所述轴向轴承部装(130)包括套设在所述电机转子(12)上的前轴向磁轴承(9)、第三保护轴承组件(10)、后轴向磁轴承(11)及轴向传感器；所述电机转子(12)上固设推力盘(121)，所述推力盘(121)设置在所述前轴向磁轴承(9)与所述后轴向磁轴承(11)之间。

设计方案

所述前端磁轴承部装(110)包括套设在所述电机转子(12)上的前端径向传感器(1)、前端磁轴承定子组件(2)及第一保护轴承组件(3)；

所述后端磁轴承部装(120)包括套设在所述电机转子(12)上的第二保护轴承组件(6)、后端磁轴承定子组件(7)及后端径向传感器(8)；

所述轴向轴承部装(130)包括套设在所述电机转子(12)上的前轴向磁轴承(9)、第三保护轴承组件(10)、后轴向磁轴承(11)及轴向传感器；所述电机转子(12)上固设推力盘(121)，所述推力盘(121)设置在所述前轴向磁轴承(9)与所述后轴向磁轴承(11)之间。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机，其特征在于：所述前端磁轴承部装(110)包括前端磁轴承座(16)，所述前端磁轴承定子组件(2)设置在所述前端磁轴承座(16)上；所述后端磁轴承部装(120)包括后端磁轴承座(17)，所述后端磁轴承定子组件(7)设置在所述后端磁轴承座(17)上。

3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机，其特征在于：所述前端磁轴承定子组件(2)及所述后端磁轴承定子组件(7)均包括：线圈骨架(202)及线圈(201)；所述线圈(201)设置在所述线圈骨架(202)内，所述线圈(201)上设有轴承叠片(203)。

4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机，其特征在于：所述电机转子(12)与所述第一保护轴承组件(3)之间设有第一保护气隙(301)；所述电机转子(12)与所述前端磁轴承定子组件(2)之间设有第一轴承气隙(302)；所述第一轴承气隙(302)比所述第一保护气隙(301)大。

5.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机，其特征在于：所述电机转子(12)与所述第二保护轴承组件(6)之间设有之间设有第二保护气隙(303)；所述电机转子(12)与所述后端磁轴承定子组件(7)之间设有第二轴承气隙(304)；所述第二轴承气隙(304)比所述第二保护气隙(303)大。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于磁悬浮电机领域，尤其是涉及一种磁悬浮电机。

背景技术

现有的磁悬浮高速电机，通常电机保护轴承位于电机转子两轴伸端，保护轴承位置相对于磁悬浮轴承更远，且前后只有一套保护轴承，当磁轴承失电或者故障时，对磁悬浮轴承的保护作用有限。与此同时，由于磁悬浮电机转子上设有永磁结构，在装配时由于电机转子有很强的磁力，因此在装配磁悬浮轴承时容易损伤电机转子表面，影响传感器的信号质量，最终影响磁悬浮高速电机的性能。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种磁悬浮电机，配合使用前端磁轴承部装、后端磁轴承部装及轴向轴承部装的结构设计，通过第一保护轴承组件、第二保护轴承组件及第三保护轴承组件的配合作用，可以实现在磁轴承断电或出现故障时，电机转子可以稳定可靠的接触到保护轴承上，防止对磁轴承的损坏，并且可以有效减少在电机装配过程中，对电机转子表面的划伤，提高磁悬浮电机性能的可靠性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种磁悬浮电机，包括电机壳体及电机转子；电机壳体内依次设置前端磁轴承部装、电机定子、后端磁轴承部装及轴向轴承部装；电机转子依次穿过前端磁轴承部装、电机定子、后端磁轴承部装及轴向轴承部装；

前端磁轴承部装包括套设在电机转子上的前端径向传感器、前端磁轴承定子组件及第一保护轴承组件；

后端磁轴承部装包括套设在电机转子上的第二保护轴承组件、后端磁轴承定子组件及后端径向传感器；

轴向轴承部装包括套设在电机转子上的前轴向磁轴承、第三保护轴承组件、后轴向磁轴承及轴向传感器；电机转子上固设推力盘，推力盘设置在前轴向磁轴承与后轴向磁轴承之间。

进一步的，前端磁轴承部装包括前端磁轴承座，前端磁轴承定子组件设置在前端磁轴承座上；后端磁轴承部装包括后端磁轴承座，后端磁轴承定子组件设置在后端磁轴承座上。

进一步的，前端磁轴承定子组件及后端磁轴承定子组件均包括：线圈骨架及线圈；线圈设置在线圈骨架内，线圈上设有轴承叠片。

进一步的，电机转子与第一保护轴承组件之间设有第一保护气隙；电机转子与前端磁轴承定子组件之间设有第一轴承气隙；第一轴承气隙比第一保护气隙大。

进一步的，电机转子与第二保护轴承组件之间设有之间设有第二保护气隙；电机转子与后端磁轴承定子组件之间设有第二轴承气隙；第二轴承气隙比第二保护气隙大。

相对于现有技术，本实用新型一种磁悬浮电机，具有以下优势：

本实用新型一种磁悬浮电机，配合使用前端磁轴承部装、后端磁轴承部装及轴向轴承部装的结构设计，通过第一保护轴承组件、第二保护轴承组件及第三保护轴承组件的配合作用，可以实现在磁轴承断电或出现故障时，电机转子可以稳定可靠的接触到保护轴承上，防止对磁轴承的损坏，并且可以有效减少在电机装配过程中，对电机转子表面的划伤，提高磁悬浮电机性能的可靠性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

在附图中：

图1为本实用新型实施例一种磁悬浮电机结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种磁悬浮电机磁轴承定子组件剖视示意图；

图3为本实用新型实施例一种磁悬浮电机磁轴承定子组件结构示意图。

附图标记说明：

1-前端径向传感器；110-前端磁轴承部装；120-后端磁轴承部装；121-推力盘；130-轴向轴承部装；2-前端磁轴承定子组件；201-线圈；202-线圈骨架；203-轴承叠片；204-第一叠片边缘；205-第二叠片边缘；3-第一保护轴承组件；301-第一保护气隙；302-第一轴承气隙；303-第二保护气隙；304-第二轴承气隙；4-电机定子；5-电机壳体；6-第二保护轴承组件；7-后端磁轴承定子组件；8-后端径向传感器；9-前轴向磁轴承；10-第三保护轴承组件；11-后轴向磁轴承；12-电机转子；13-第一定位面；14-配合面；15-第二定位面；16-前端磁轴承座；17-后端磁轴承座。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-3所示，一种磁悬浮电机，包括电机壳体5及电机转子12；电机壳体5内依次设置前端磁轴承部装110、电机定子4、后端磁轴承部装120及轴向轴承部装130；电机转子12依次穿过前端磁轴承部装110、电机定子4、后端磁轴承部装120及轴向轴承部装130；

前端磁轴承部装110包括套设在电机转子12上的前端径向传感器1、前端磁轴承定子组件2及第一保护轴承组件3；

后端磁轴承部装120包括套设在电机转子12上的第二保护轴承组件6、后端磁轴承定子组件7及后端径向传感器8；

轴向轴承部装130包括套设在电机转子12上的前轴向磁轴承9、第三保护轴承组件10、后轴向磁轴承11及轴向传感器；电机转子12上固设推力盘121，推力盘121设置在前轴向磁轴承9与后轴向磁轴承11之间。

在本实施例中，前端磁轴承定子组件2及后端磁轴承定子组件7通过前端径向传感器1及后端径向传感器8的信号，控制电机转子12的径向悬浮位置控制；前轴向磁轴承9及后轴向磁轴承11通过轴向传感器的信号，控制电机转子12的径向位置控制。

在本实施例中，第一保护轴承组件3、第二保护轴承组件6及第三保护轴承组件10相互配合，实现了在磁轴承断电或出现故障时，通过三个保护轴承的共同作用，可以可靠的承接电机转子12，充分防止对磁轴承的损坏。

如图1-3所示，前端磁轴承部装110包括前端磁轴承座16，前端磁轴承定子组件2设置在前端磁轴承座16上；后端磁轴承部装120包括后端磁轴承座17，后端磁轴承定子组件7设置在后端磁轴承座17上。

如图2-3所示，前端磁轴承定子组件2及后端磁轴承定子组件7均包括：线圈骨架202及线圈201；线圈201设置在线圈骨架202内，线圈201上设有轴承叠片203。

如图1所示，电机转子12与第一保护轴承组件3之间设有第一保护气隙301；电机转子12与前端磁轴承定子组件2之间设有第一轴承气隙302；第一轴承气隙302比第一保护气隙301大。

如图1所示，电机转子12与第二保护轴承组件6之间设有之间设有第二保护气隙303；电机转子12与后端磁轴承定子组件7之间设有第二轴承气隙304；第二轴承气隙304比第二保护气隙303大。

在本实施例中，第一轴承气隙302比第一保护气隙301大，第二轴承气隙304比第二保护气隙303大，这种气隙的不同设计，可以有效减少电机转子12在装配过程中的表面划伤，提高磁悬浮电机性能的可靠性。

在本实施例的实际应用中，在进行磁悬浮电机装配时，首先将电机定子4通过过盈热装的方式装入电机壳体5内，并使其冷却降温至环境温度。然后通过专用的工装装入电机转子12。当装入前端磁轴承部装110时，由于第一轴承气隙302要比第一保护气隙301大，因此第一保护轴承组件3会首先放置在电机转子12上，从而前端磁轴承定子组件2上的第一叠片边缘204与第二叠片边缘205不会与电机转子12进行接触，有效减少了电机转子12的表面划伤。通过工具将前端磁轴承部装110轴向运动。直到前端磁轴承部装110上的第一定位面13与电机壳体5上的配合面14相接触，实现前端磁轴承部装110通过配合面14实现径向定位，进而再对轴承部装进行均匀小量的轴向移动，让前端磁轴承部装110上的第二定位面15与配合面14严密接触。从而完成前端磁轴承部装110的装配。后端磁轴承部装120的装配过程与上述前端磁轴承部装110装配过程相同，最后进行轴向轴承部装130的装配。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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主设计要求

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设计说明书

设计图

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