无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法技术

本发明专利技术公开了一种无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法，涉及磁悬浮电机技术领域。所述磁悬浮电机包括工作机（1）、左保护轴承（2‑1）、左轴向磁悬浮轴承（3‑1）、左径向磁悬浮轴承（4‑1）、高速电机（5）、右径向磁悬浮轴承（4‑2）、右轴向磁悬浮轴承（3‑2）、右保护轴承（2‑2）、转子芯轴（6）。径向磁悬浮轴承与径向导磁材料（8）之间的电磁力、轴向磁悬浮轴承与轴向导磁材料（7）之间的电磁力，对转子芯轴（6）径向和轴向的位移进行主动控制；本发明专利技术省去了推力盘（9），便于磁悬浮电机装配和冷却，而且转子动力学性能满足高速旋转的要求。

【技术实现步骤摘要】
无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法
本专利技术专利涉及磁悬浮
，特别涉及一种磁悬浮电机应用领域。
技术介绍
在磁悬浮电机结构中，传统的磁悬浮电机结构包括工作机（叶轮或其他负载），左保护轴承，左径向磁悬浮轴承，高速电机，左轴向磁悬浮轴承，推力盘，右轴向磁悬浮轴承，右径向磁悬浮轴承，右保护轴承，转子芯轴。转子芯轴在径向磁悬浮轴承对应位置套有导磁材料，导磁材料和径向磁悬浮轴承之间的电磁力可对转子芯轴的径向位移主动控制，轴向磁悬浮轴承和推力盘之间的电磁力可对转子芯轴的轴向位移主动控制。推力盘直径比径向磁悬浮轴承转子直径大，轴向磁悬浮轴承分布在推力盘端面两端。传统的磁悬浮电机中，采用风冷时，冷却流道沿转子轴线，主要用于永磁体冷却，如图2中箭头所示，冷却介质依次经过左保护轴承、左径向磁悬浮轴承、高速电机、左轴向磁悬浮轴承、推力盘、右轴向磁悬浮轴承、右径向磁悬浮轴承、右保护轴承。因为大直径推力盘的存在阻挡了冷却介质的流道，所以永磁体温升大容易失磁。并且径向磁悬浮轴承、轴向磁悬浮轴承、推力盘、转子芯轴装配或拆卸很不方便。
技术实现思路
本专利技术针对现有磁悬浮电机结构的不足，提供一种无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法，能使冷却介质流道畅通，冷却效果好，并且方便拆装。本专利技术通过以下措施来实现的：一种无推力盘的磁悬浮电机，包括工作机、左保护轴承、左轴向磁悬浮轴承、左径向磁悬浮轴承、高速电机、右径向磁悬浮轴承、右轴向磁悬浮轴承、右保护轴承、转子芯轴；所述转子芯轴为对称结构，它由中间段，位于中间段外侧的左第二段、右第二段，位于左、右第二段外侧的左第三段、右第三段组成；所述高速电机布置于转子芯轴的中间段，所述左径向磁悬浮轴承、右径向磁悬浮轴承布置于转子芯轴的中间段且分别位于高速电机左右两侧；所述左轴向磁悬浮轴承、右轴向磁悬浮轴承分别布置于转子芯轴的左第二段、右第二段；所述左保护轴承、右保护轴承分别安装于转子芯轴的左第三段、右第三段；所述的工作机安装于转子芯轴的一端；所述转子芯轴中间段在左径向磁悬浮轴承和右径向磁悬浮轴承对应位置套有径向导磁材料；所述转子芯轴中间段的端面在左轴向磁悬浮轴承和右轴向磁悬浮轴承对应位置套有轴向导磁材料。所述无推力盘的磁悬浮电机的工作方法，其特征在于：径向磁悬浮轴承与径向导磁材料之间的电磁力、轴向磁悬浮轴承与轴向导磁材料之间的电磁力，对转子芯轴径向和轴向的位移进行主动控制；冷却介质依次经过左轴向磁悬浮轴承、左径向磁悬浮轴承、高速电机、右径向磁悬浮轴承、右轴向磁悬浮轴承，流道畅通。本专利技术的工作原理：所述转子芯轴中间段在径向磁悬浮轴承对应位置套有径向导磁材料、端面套有轴向导磁材料，转子芯轴中间段端面可以作为推力盘的两个端面。当磁悬浮轴承的线圈通电时，无论转子芯轴在静态悬浮状态还是高速旋转状态，磁悬浮轴承和导磁材料之间的电磁力都能对转子芯轴位移进行主动控制。高速电机控制转子芯轴的转速。保护轴承在径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承不工作时对转子芯轴起支撑和保护作用。磁悬浮电机工作时，冷却介质依次经过工作机、左保护轴承、左轴向磁悬浮轴承、左径向磁悬浮轴承、高速电机、右径向磁悬浮轴承、右轴向磁悬浮轴承、右保护轴承，如图1中箭头所示，流道畅通，阻力小，所以永磁体升温小，冷却效果好。本专利技术的有益效果：1.转子芯轴中间段端面套有导磁材料，所以转子芯轴中间段两端的端面可以作为推力盘的两个端面，省去了推力盘。2.冷却介质流道畅通，阻力小，所以永磁体升温小，冷却效果好，解决了永磁体易失磁难题。3.轴向磁悬浮轴承布置在两个径向磁悬浮轴承之外，并且无推力盘，便于装配。附图说明图1为无推力盘的磁悬浮电机结构图；图2为传统的磁悬浮电机结构图；图中标号名称：1工作机，2-1左保护轴承，2-2右保护轴承，3-1左轴向磁悬浮轴承，3-2右轴向磁悬浮轴承，4-1左径向磁悬浮轴承，4-2右径向磁悬浮轴承，5高速电机，6转子芯轴，7-1左轴向导磁材料，7-2右轴向导磁材料，8-1左径向导磁材料，8-2右径向导磁材料，9推力盘。具体实施方式以下将结合附图详细地说明本专利技术的技术方案。本专利技术公开了一种无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法，涉及磁悬浮电机
该磁悬浮电机结构包括工作机1，左保护轴承2-1，左轴向磁悬浮轴承3-1，左径向磁悬浮轴承4-1，高速电机5，右径向磁悬浮轴承4-2，右轴向磁悬浮轴承3-2，右保护轴承2-2，转子芯轴6。所述转子芯轴6为对称结构，它由中间段，位于中间段外侧的左第二段、右第二段，位于左、右第二段外侧的左第三段、右第三段组成。所述高速电机5布置于转子芯轴6的中间段，所述左径向磁悬浮轴承4-1、右径向磁悬浮轴承4-2布置于转子芯轴6的中间段且分别位于高速电机5左右两侧；所述左轴向磁悬浮轴承3-1、右轴向磁悬浮轴承3-2分别布置于转子芯轴6的左第二段、右第二段；所述左保护轴承2-1、右保护轴承2-2分别安装于转子芯轴6的左第三段、右第三段；所述的工作机1安装于转子芯轴6的一端。所述转子芯轴6中间段在径向磁悬浮轴承对应位置套有径向导磁材料、端面套有轴向导磁材料，转子芯轴6中间段端面可以作为推力盘9的两个端面。高速电机5控制转子芯轴6的转速。保护轴承在径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承不工作时对转子芯轴6起支撑和保护作用。结构如图1，当径向磁悬浮轴承的线圈通电时，径向磁悬浮轴承和径向导磁材料之间的电磁力对转子径向的位移进行主动控制；当轴向磁悬浮轴承3的线圈通电时，轴向磁悬浮轴承和轴向导磁材料之间的电磁力对转子轴向的位移进行主动控制。磁悬浮电机工作时，冷却介质依次经过左轴向磁悬浮轴承3-1、左径向磁悬浮轴承4-1、高速电机5、右径向磁悬浮轴承4-2、右轴向磁悬浮轴承3-2，如图1中箭头所示，流道畅通，阻力小，所以永磁体温升小，冷却效果好。无推力盘的磁悬浮电机结构在装配时，可依次装配转子，左保护轴承2-1，左轴向磁悬浮轴承3-1，左径向磁悬浮轴承4-1，高速电机5，右径向磁悬浮轴承4-2，右轴向磁悬浮轴承3-2，右保护轴承2-2。相比于传统的磁悬浮电机结构，装配和拆卸都很方便。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无推力盘的磁悬浮电机，包括工作机（1）、左保护轴承（2‑1）、左轴向磁悬浮轴承（3‑1）、左径向磁悬浮轴承（4‑1）、高速电机（5）、右径向磁悬浮轴承（4‑2）、右轴向磁悬浮轴承（3‑2）、右保护轴承（2‑2）、转子芯轴（6）；其特征在于：所述转子芯轴（6）为对称结构，它由中间段，位于中间段外侧的左第二段、右第二段，位于左、右第二段外侧的左第三段、右第三段组成；所述高速电机（5）布置于转子芯轴（6）的中间段，所述左径向磁悬浮轴承（4‑1）、右径向磁悬浮轴承（4‑2）布置于转子芯轴（6）的中间段且分别位于高速电机（5）左右两侧；所述左轴向磁悬浮轴承（3‑1）、右轴向磁悬浮轴承（3‑2）分别布置于转子芯轴（6）的左第二段、右第二段；所述左保护轴承（2‑1）、右保护轴承（2‑2）分别安装于转子芯轴（6）的左第三段、右第三段；所述的工作机（1）安装于转子芯轴（6）的一端；所述转子芯轴（6）中间段在左径向磁悬浮轴承（4‑1）和右径向磁悬浮轴承（4‑2）对应位置套有径向导磁材料；所述转子芯轴（6）中间段的端面在左轴向磁悬浮轴承（3‑1）和右轴向磁悬浮轴承（3‑2）对应位置套有轴向导磁材料。

【技术特征摘要】
1.一种无推力盘的磁悬浮电机，包括工作机（1）、左保护轴承（2-1）、左轴向磁悬浮轴承（3-1）、左径向磁悬浮轴承（4-1）、高速电机（5）、右径向磁悬浮轴承（4-2）、右轴向磁悬浮轴承（3-2）、右保护轴承（2-2）、转子芯轴（6）；其特征在于：所述转子芯轴（6）为对称结构，它由中间段，位于中间段外侧的左第二段、右第二段，位于左、右第二段外侧的左第三段、右第三段组成；所述高速电机（5）布置于转子芯轴（6）的中间段，所述左径向磁悬浮轴承（4-1）、右径向磁悬浮轴承（4-2）布置于转子芯轴（6）的中间段且分别位于高速电机（5）左右两侧；所述左轴向磁悬浮轴承（3-1）、右轴向磁悬浮轴承（3-2）分别布置于转子芯轴（6）的左第二段、右第二段；所述左保护轴承（2-1）、右保...

【专利技术属性】
技术研发人员：金超武，徐龙祥，周瑾，汪蕾，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32