电机系统技术方案

一种电机，包括定子(101)和转子(104)。定子包括框架结构(102)和在框架结构的内部的电磁作用部(103)。转子包括轴(105)和电磁作用部(106)，该电磁作用部(106)用于与定子的电磁作用部协作以产生扭矩。电机包括在框架结构的内部的轴承(107至109)，该轴承(107至109)布置成用以支撑转子以能够相对于定子旋转。用于支撑轴的磁轴承模块(110)附接到框架结构的外表面，使得框架结构和磁轴承模块在轴向上是连续的。磁轴承模块是能够从框架结构无损地拆卸的可替换部件。因此，通过选择合适的磁轴承模块，能够使电机适应于不同的机械负载。

Motor system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电机系统
本公开总体上涉及旋转电机。更特别地，本公开涉及一种能够适应于不同机械负载的电机系统。此外，本公开还涉及用于实现电驱动器的产品组。
技术介绍
在电机被连接至工作机的电驱动器中，工作机可以将静态和/或时变的轴向和/或径向力引导至电机的轴。工作机例如可以是压缩机、涡轮机、泵或者由电动马达运行的或使发电机运行的其它机械装置。被引导至电机的轴的上述轴向和/或径向力取决于工作机的性能。因此，具有相同机械功率的不同的工作机可以将显著不同的径向和/或轴向力引导至所连接的电机的轴。因此，电机的轴承需要适合于承载不同的静态和/或时变的径向和/或轴向力，使得电机与不同的工作机兼容。在与包括磁轴承的电机结合时，上述要求可能具有挑战性。特别是在高速应用中，具有足够功率用于不同工作机的电机通常不直接适合于使这些工作机中的每一个工作机运行，因为对于被引导至电机的轴的静态和/或时变的轴向和/或径向力而言，在这些工作机之间可能存在显著差异。因此，经常需要将工作机和设有磁轴承的高速电机完全集成。这样的完全集成可能是困难的，并且对完全集成的需求甚至可能成为磁轴承技术在市场上更广泛应用的障碍。
技术实现思路
下文呈现了简化的概述，以便提供对各种专利技术实施例的一些方面的基本理解。该概述不是本专利技术的全面概览。它既不旨在标识本专利技术的关键或重要元素，也不旨在限制本专利技术的范围。以下概述仅以简化形式呈现了本专利技术的一些概念，作为对本专利技术的示例性实施例的更详细描述的序言。根据本专利技术，提供了一种新型的电机系统，其能够用作马达或发电机。根据本专利技术的电机系统包括电机，该电机包括：-定子，该定子包括框架结构和在框架结构的内部的电磁作用部，-转子，该转子包括轴和电磁作用部，该电磁作用部与定子的电磁作用部协作产生扭矩，以及-轴承，该轴承用于支撑转子以能够相对于定子旋转，该轴承在框架结构的内部。电机系统还包括磁轴承模块，该磁轴承模块被布置成用以支撑轴并且被附接到框架结构的外表面，使得框架结构和磁轴承模块在轴向上是连续的。磁轴承模块是能够从框架结构无损地拆卸的可替换部件。因此，通过选择合适的磁轴承模块，能够使电机适应于不同的工作机。电机的上述轴承可以包括例如磁轴承。然而，上述类型的磁轴承模块也可以用于适配具有除磁轴承以外的轴承(例如气轴承)的电机，以与工作机兼容。根据本专利技术，还提供了一种用于实现电驱动器的新产品组。根据本专利技术的产品组包括电机，该电机包括：-定子，该定子包括框架结构和在框架结构的内部的电磁作用部，-转子，该转子包括轴和电磁作用部，该电磁作用部与定子的电磁作用部协作产生扭矩，以及-轴承，该轴承用于支撑转子以能够相对于定子旋转，该轴承在框架结构的内部。该产品组还包括：-第一磁轴承模块，该第一磁轴承模块用于支撑轴并且能够附接到上述框架结构的外表面，使得框架结构和磁轴承模块在轴向上是连续的并且能够从彼此无损地拆卸。-至少一个第二磁轴承模块，所述至少一个第二磁轴承模块用于支撑轴并且能够附接到框架结构的外表面上与第一磁轴承模块相同的位置，使得框架结构和第二磁轴承模块在轴向上是连续的并且能够从彼此无损地拆卸，第二磁轴承模块具有产生力的磁性元件，该磁性元件的尺寸被设计成与第一磁轴承模块的对应的产生力的磁性元件的尺寸不同。在所附的从属权利要求中描述了本专利技术的示例性且非限制性的实施例。当结合附图阅读以下对具体示例性且非限制性的实施例的描述时，将最佳地理解本专利技术的各种示例性且非限制性的实施例及其构造和操作方法以及其附加的目的和优点。动词“包含”和“包括”在本文件中用作开放的限制，既不排除也不要求未叙述的特征的存在。除非另有明确说明，否则从属权利要求中所叙述的特征可以相互自由组合。此外，应当理解，在整个文件中，“一”或“一个”的使用(即单数形式)并不排除多个。附图说明下面以示例的方式并参考附图更详细地解释本专利技术的示例性且非限制性的实施例及其优点，在附图中：图1示出了根据本专利技术的示例性且非限制性的实施例的电机系统，并且图2a和图2b示出了根据本专利技术的示例性且非限制性的实施例的用于实现电驱动器的产品组。具体实施方式以下描述中所提供的具体示例不应被解释为限制所附权利要求的范围和/或适用性。除非另有明确说明，否则描述中所提供的示例的列表和组并不是穷举性的。图1示出了根据本专利技术的示例性且非限制性的实施例的电机系统的示意性截面图。截面平面与坐标系199的yz平面平行。电机系统包括电机100，该电机100包括定子101和转子104。定子101包括框架结构102和框架结构102内部的电磁作用部103。电磁作用部103可以包括例如铁磁芯结构和安装在铁磁芯结构的狭槽中的多相绕组。转子104包括轴105和电磁作用部106，该电磁作用部106用于与定子的电磁作用部103协作产生扭矩。转子104的电磁作用部106可以包括例如永磁体、绕线绕组、笼形绕组和/或其它导电结构以及/或者提供凸极的铁磁结构。因此，电机100可以是例如电激励同步机、永磁机、感应机或磁阻机。在图1中所示的示例性情况中，电机100的轴105借助于联接器123联接到工作机124。工作机124可以是例如压缩机、涡轮机、泵，或者是当电机作为马达运作时由电机100运行的或者当电机作为发电机运作时使电机100运行的一些其它机械装置。电机100包括位于定子101的框架结构102内部的轴承107、108和109。轴承107至109被布置成用以支撑转子104以能够相对于定子101旋转。在该示例性电机100中，轴承107和108是径向磁轴承，其在轴向方向上位于转子的电磁作用部106的相反侧。轴承109是包括转子盘120的轴向磁轴承。电机100还包括位置传感器117和118，用于产生位置信号，该位置信号指示轴向方向和径向方向上转子104相对于参考位置的位置。轴向方向平行于坐标系199的z轴。根据示例性且非限制性的实施例的电机系统的电机也可以包括与图1中所示的磁轴承不同的磁轴承。磁轴承可以包括例如锥形磁轴承。有利地，电机100还包括着陆轴承，例如球轴承或滑动轴承，用于在磁轴承故障的情况下承载转子。着陆轴承未在图1中示出。此外，根据示例性且非限制性的实施例的电机系统的电机还可以包括除磁轴承以外的一些其它轴承，例如气轴承。电机系统还包括磁轴承模块110，该轴承模块110被布置成用以支撑轴105并且被附接到电机100的框架结构102的外表面，使得框架结构和磁轴承模块在轴向上是连续的。磁轴承模块110是可替换的部件，其能够从框架结构102无损地拆卸。因此，通过选择合适的磁轴承模块，电机100能够适应于不同的工作机。磁轴承模块110可以包括一个或多个着陆轴承，例如球轴承或滑动轴承，用于在磁轴承模块110的磁轴承发生故障的情况下承载轴。着陆轴承未在图1中示出。在示例性电机100中，框架结构102包括：管状部111，该管状部111包围定子的电磁作用部103；和端罩112，该端罩112本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机系统，所述电机系统包括电机(100)，所述电机(100)包括：/n-定子(101，201)，所述定子(101，201)包括框架结构(102，202)和在所述框架结构的内部的电磁作用部(103，203)，/n-转子(104，204)，所述转子(104，204)包括轴(105，205)和电磁作用部(106)，所述电磁作用部(106)用于与所述定子的所述电磁作用部协作以产生扭矩，以及/n-轴承(107-109，207-209)，所述轴承(107-109，207-209)用于支撑所述转子以能够相对于所述定子旋转，所述轴承在所述框架结构的内部，/n其特征在于，所述电机系统还包括磁轴承模块(110，210a-210c)，所述磁轴承模块(110，210a-210c)布置成用以支撑所述轴并且附接到所述框架结构的外表面，使得所述框架结构和所述磁轴承模块在轴向上是连续的，所述磁轴承模块是能够从所述框架结构无损地拆卸的可替换部件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170630 FI 201756381.一种电机系统，所述电机系统包括电机(100)，所述电机(100)包括：
-定子(101，201)，所述定子(101，201)包括框架结构(102，202)和在所述框架结构的内部的电磁作用部(103，203)，
-转子(104，204)，所述转子(104，204)包括轴(105，205)和电磁作用部(106)，所述电磁作用部(106)用于与所述定子的所述电磁作用部协作以产生扭矩，以及
-轴承(107-109，207-209)，所述轴承(107-109，207-209)用于支撑所述转子以能够相对于所述定子旋转，所述轴承在所述框架结构的内部，
其特征在于，所述电机系统还包括磁轴承模块(110，210a-210c)，所述磁轴承模块(110，210a-210c)布置成用以支撑所述轴并且附接到所述框架结构的外表面，使得所述框架结构和所述磁轴承模块在轴向上是连续的，所述磁轴承模块是能够从所述框架结构无损地拆卸的可替换部件。


2.根据权利要求1所述的电机系统，其中，所述框架结构包括：管状部(111，211)，所述管状部(111，211)包围所述定子的所述电磁作用部；和端罩(112，212)，所述端罩(112，212)附接到所述管状部并且具有用于所述轴的孔，并且所述磁轴承模块附接到所述端罩。


3.根据权利要求1或2所述的电机系统，其中，所述磁轴承模块包括径向磁轴承(113)。


4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电机系统，其中，所述磁轴承模块包括具有转子盘(115)的轴向磁轴承(114)。


5.根据权利要求1或2所述的电机系统，其中，所述磁轴承模块包括锥形磁轴承(219)。


6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电机系统，其中，所述磁轴承模块的定子部包括至少两个部段(221a，221b)，所述至少两个部段(221a，221b)能够彼此附接以包围所述轴，并且使得能够在不需要所述轴的自由端的情况下安装所述磁轴承模块的所述定子部。


7.根据权利要求1至6中的任一项所述的电机系统，其中，在所述框架结构的内部的所述轴承(107-109，207-209)包括第一磁轴承和第二磁轴承，所述第一磁轴承和所述第二磁轴承在轴向方向上位于所述转子的所述电磁作用部的相反侧上。


8.根据权利要求1至7中的任一项所述的电机系统，其中，所述磁轴承模块包括位置传感器(116)，所述位置传感器(116)用于产生指示以下的至少一项的位置信号：所述轴相对于固定到所述磁轴承模块的径向参考位置的径向位置；所述轴相对于固定到所述磁轴承模块的轴向参考位置的轴向位置。


9.根据权利要求1至8中的任一项所述的电机系统，其中，所述电机系统包括：第一控制器(130a)，所述第一控制器(130a)用于控制所述磁轴承单元(110)，以衰减所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤西·索帕宁，奥利·派尔霍恩，
申请(专利权)人：拉普兰塔拉登理工大学，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI