旋转机械制造技术

该旋转机械(1’)包括轴(3)和壳体(5)。轴(3)由于至少一个轴向磁性轴承(7)相对于壳体(5)是可旋转的，所述至少一个轴向磁性轴承包括旋转地耦连到轴(3)的磁性推力盘(70)以及被固定到壳体(5)并且轴向地围绕磁性推力盘(70)定位的磁性促动器(72，74)。该旋转机械包括磁绝缘的插入件(4)，该插入件被安装在磁性推力盘(70)和轴(3)之间以使得在磁性推力盘(70)和轴(3)之间没有接触。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括轴和壳体的旋转机械，由于至少一个轴向磁性轴承，所述轴相对于所述壳体是可旋转的。
技术介绍
一些类型的旋转机械，例如飞轮，包括转子，定子和控制转子相对于定子的轴向位置的轴向磁性轴承。这样的机器具有由轴向磁性轴承引起的一些缺点，其会影响轴向磁性轴承本身或机器的其它部件的性能。轴向磁性轴承包括产生磁场的磁性促动器。该磁场到机器的靠近所述促动器的其他磁性部件的泄露减少了磁性促动器的效率或载荷能力。磁性位置传感器可被从促动器泄露的磁场干扰，导致错误的定位感测。电机和径向磁性轴承还可受到从轴向轴承泄露的磁场的影响。为了避免由磁场泄露引起的干扰，已知提供轴向轴承的磁性促动器和旋转机器的其他磁性部件之间的屏蔽。还已知使用空气或非磁性部件增加轴向轴承的磁性促动器和其他磁性部件之间的磁性距离。此外，已知结合与轴向磁性促动器的线圈串联的次级线圈以通过使用次级线圈建立具有相同的量值的反向磁场来减少由促动器产生的干扰磁场。这些解决方案隐含了由于附加部件的集成引起的旋转机械的尺度、以及随后的补充成本和尺度问题的增加。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种改进的旋转机械。为了该目的，本专利技术涉及一种包括轴和壳体的旋转机械，所述轴由于至少一个轴向磁性轴承相对于所述壳体是可旋转的，所述至少一个轴向磁性轴承包括旋转地耦连到所述轴的磁性推力盘以及固定到所述壳体并围绕磁性推力盘轴向地定位的磁性促动器，其中所述旋转机械包括磁绝缘的插入件，该插入件被安装在磁性推力盘和轴之间以使得在磁性推力盘和轴之间没有
接触。由于本专利技术，由轴向磁性轴承的磁性促动器引起的磁扰以比已知的旋转机械简单和便宜的方式降低。推力盘和轴之间的磁路被中断，由此避免了漏磁场经由所述轴朝向旋转机械的其他磁性部件的延伸。此外，磁漏的降低改进了轴向磁性轴承的特性。根据本专利技术的其是有利的但不是强制的进一步的方面，这样的旋转机械可并入以下特征中的一个或若干个：-磁绝缘的插入件由低磁性的材料制成。-磁绝缘的插入件由具有等于或不及1,256×10-6H/m的磁导率的材料制成。-磁绝缘的插入件由低磁导率的不锈钢制成。-磁绝缘的插入件由316L或904L制成。-磁绝缘的插入件由非铁材料制成。-磁绝缘的插入件由铝制成。-磁绝缘的插入件由塑料材料制成。-磁绝缘的插入件由陶瓷材料制成。-所述轴包括其中插入有紧固螺栓的中心螺纹钻孔，然而，磁绝缘的插入件和推力盘每个都包括中心孔，用于使紧固螺栓穿过。-所述轴包括其中插入有紧固螺栓的中心螺纹钻孔，然而，磁绝缘的插入件包括中心孔，用于使紧固螺栓穿过，然而，磁绝缘的插入件包括径向地向外延伸的台肩，然而推力盘被安装在插入件的外圆周表面上并且抵靠所述台肩。-磁绝缘的插入件是衬套形状的并且安装成围绕轴的外圆周表面，然而，磁绝缘的插入件包括径向向外的台肩，然而推力盘被安装在磁绝缘的插入件的外圆周表面上并且抵靠所述台肩。-所述旋转机械包括至少一个磁性旋转传感系统，该磁性旋转传感系统包括旋转地耦连到轴的磁性转子和固定到壳体的磁性定子。-所述旋转机械包括至少一个径向磁性轴承，该至少一个径向磁性轴承包括旋转地耦连到所述轴的磁性转子和固定到所述壳体的磁性定子。-所述旋转机械包括至少一个滚动轴承，用于允许在轴向磁性轴承的故障的情况下所述轴相对于壳体的旋转。附图说明现在将参照作为说明性的例子的附图解释本专利技术。在附图中：图1是根据现有技术的旋转机械的截面图；图2示出在现有技术的旋转机械中由磁性促动器产生的磁场；图3是根据本专利技术的第一实施例的旋转机械的类似于图1的截面图；图4示出在图3的旋转机械中由磁性促动器产生的磁场；以及图5是根据本专利技术的第二实施例的旋转机械的类似于图3的视图；图6是根据本专利技术的第三实施例的旋转机械的类似于图3的视图。具体实施方式根据现有技术的旋转机械1被示出在图1中。旋转机械1包括轴3和壳体5。由于轴向磁性轴承7，轴3相对于壳体5是可旋转的，所述轴向磁性轴承包括磁性推力盘70，其安装在轴3上并且旋转地耦连到轴3。推力盘70定中心在中心轴X-X’上，该中心轴还是轴3相对于壳体5的旋转轴。轴向磁性轴承7还包括磁性促动器72和74，其被固定在壳体5上并且围绕推力盘70轴向定位。在该说明书中，修饰语“轴向地”，“轴向的”，“径向地”以及“径向的”用于参照中心轴X-X’。旋转机械1还包括磁性旋转传感系统9，其包括旋转地耦连到轴3的磁性转子90以及固定到所述壳体5的磁性定子92。传感系统9沿着轴X-X’相对于轴向磁性轴承7轴向地位移。旋转机械1还包括径向磁性轴承11，其包括旋转耦连到轴3的磁性转子110，以及固定到壳体5的磁性定子112。径向轴承11从传感系统9并远离轴向轴承7轴向地位移。旋转机械1还包括滚动轴承13，用于在轴向磁性轴承7的故障的情况下，例如如果电力切断发生，允许轴3相对于壳体5的旋转。滚动轴承13可以是任何类型的，例如球轴承，滚针轴承或滚柱轴承。旋转机械1可包括超过一个滚动轴承13。如在图1中示出的，推力盘70直接地安装在轴3上并且在推力盘70和轴3之间存在直接接触。轴3由金属材料制成，该金属材料由由促动器产生
的围绕磁场磁化，如图2所示的。由促动器72产生的磁场由场力线L表示，该场力线经由轴3和推力盘70之间的接触在推力盘70和轴3中穿过。由促动器74产生的磁场对旋转机械1的其他部件具有较小的干扰并且为了简洁没有被示出。经由该轴3，场力线L还在传感系统9和径向轴承11中穿过。这引起在旋转检测中由传感系统9产生的不准确度，以及轴向轴承9的效率损失。在径向轴承11中穿过的场力线L产生建立转子110和定子112之间的力的“负刚度”，其干扰径向轴承11的操作。为了解决该问题，如在图3中示出的，根据本专利技术的旋转机械1’包括磁绝缘插入件4，其被安装在推力盘70和轴3之间以使得在推力盘70和轴3之间不存在接触。术语“磁绝缘”意味着插入件4中断推力盘70和轴3之间的磁路以使得在推力盘70中的漏磁场没有进入到轴3中以及传感系统9和径向轴承11中。在旋转机械1’中由磁性促动器72产生的磁场没有进入到轴3中，如由示出在图4中的场力线L'所示的，所述场力线集中在促动器元件72和74周围。场力线L'没有在传感系统9和径向轴承11中穿过。旋转检测中的不准确度因此得以避免。在径向轴承11中还存在较少的干扰，以及轴向轴承7的效率得以改善，因为由磁性促动器72产生的漏磁场更少。插入件4优选地由低磁性的材料制成，以使得插入件4更有效地将推力盘70与轴3绝缘。术语“低磁性”表示插入件4的材料具有较低的本身磁化的能力。插入件4至少具有比轴3的磁性低的磁性。插入件4的材料的磁性可由它的磁导率限定。磁导率是支持在它自己内部形成磁场的材料的能力的测量。换句话说，磁导率对应于材料响应于施加的磁场获得的磁化程度。低的磁导率意味着材料具有低的磁性。插入件4的材料的磁导率可等于或不到1,256×10-6H/m。插入件4优选地由低磁导率的不锈钢，例如316L或904L，制成。替代地，插入件4可由非铁材料，例如铝，或塑料材料，或陶瓷材料，制成。轴3包括其中插入紧固螺栓32的中心螺纹钻孔30。紧固螺栓32还可由低的高磁导率材料，例如316L钢，制成。插入件4和推力盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转机械(1’)，包括轴(3)和壳体(5)，所述轴(3)由于至少一个轴向磁性轴承(7)相对于所述壳体(5)是可旋转的，所述至少一个轴向磁性轴承包括旋转地耦连到所述轴(3)的磁性推力盘(70)以及固定到壳体(5)并且围绕该磁性推力盘(70)轴向地定位的磁性促动器(72，74)，其中它包括磁绝缘的插入件(4)，该插入件被安装在所述磁性推力盘(70)和所述轴(3)之间以使得在所述磁性推力盘(70)和所述轴(3)之间没有接触。

【技术特征摘要】
2015.04.29 EP 15305658.51.一种旋转机械(1’)，包括轴(3)和壳体(5)，所述轴(3)由于至少一个轴向磁性轴承(7)相对于所述壳体(5)是可旋转的，所述至少一个轴向磁性轴承包括旋转地耦连到所述轴(3)的磁性推力盘(70)以及固定到壳体(5)并且围绕该磁性推力盘(70)轴向地定位的磁性促动器(72，74)，其中它包括磁绝缘的插入件(4)，该插入件被安装在所述磁性推力盘(70)和所述轴(3)之间以使得在所述磁性推力盘(70)和所述轴(3)之间没有接触。2.根据权利要求1所述的旋转机械，其中所述磁绝缘的插入件(4)由低磁性的材料制成。3.根据权利要求2所述的旋转机械，其中所述磁绝缘的插入件(4)由具有等于或不及1,256×10-6H/m的磁导率的材料制成。4.根据权利要求3所述的旋转机械，其中所述磁绝缘的插入件(4)由低磁导率的不锈钢制成。5.根据权利要求4所述的旋转机械，其中所述磁绝缘的插入件(4)由316L或904L制成。6.根据权利要求3所述的旋转机械，其中所述磁绝缘的插入件(4)由非铁材料制成。7.根据权利要求6所述的旋转机械，其中所述磁绝缘的插入件(4)由铝制成。8.根据权利要求6所述的旋转机械，其中所述磁绝缘的插入件(4)由塑料材料制成。9.根据权利要求6所述的旋转机械，其中所述磁绝缘的插入件(4)由陶瓷材料制成。10.根据任一前述权利要求所述的旋转机械，其中所述轴(3)包括中心螺纹钻孔(30)，紧固螺栓(32)被插入在所述中心螺纹钻孔(30)中，以及其中所述磁绝缘的插入...

【专利技术属性】
技术研发人员：E卡拉斯科，
申请(专利权)人：斯凯孚磁性机械技术公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR