一种用于电机的磁轴承制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于电机的磁轴承，包括转轴、永磁体、转子结构和定子组件，所述定子组件由径向定子组件及轴线定子组件组成；所述转子结构设置于转轴上，且与转轴嵌套连接；所述径向定子组件由径向定子及径向控制线圈组成；所述轴向定子组件由轴向定子及轴向控制线圈组成，所述轴向定子内设有定位铝圈，本实用新型专利技术利用一个径向充磁的环形永磁体来产生轴向和径向气隙的偏置磁场，消除了转子旋转时径向和轴向气隙中的磁极性变化，减少了转子在高速旋转时的磁滞损耗；同时，将轴向定子设置成台阶状，便于与磁轴承外圆定位及装配；该磁轴整体结构轴向尺寸小，从而缩短了电机主轴的跨距，增大电机的扭矩及输出功率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电机的磁轴承
本技术涉及一种磁轴承,尤其涉及一种用于电机的磁轴承，属于电机设计

技术介绍
磁悬浮轴承种类很多，按受控自由度可分为一轴、二轴直至五轴；按利用的磁场力的类型可分为吸力型及斥力型。但目前，磁轴承一般分为主动磁轴承（ActiveMagneticBearing，简称AMB）、被动磁轴承（PassiveMagneticBearing，简称PMB）和混合磁轴承（HybridMagneticBearing，简称HMB）三类。其中AMB利用电磁铁产生可控的电磁力，实现转子的悬浮；PMB完全利用不可控的永磁体或超导材料产生磁力；HMB则由电磁铁和永磁体共同产生磁力。磁轴承利用电磁力作用将转子悬浮于空间，使转子与定子之间没有机械摩擦，是一种低损耗、高性能轴承。在实现高转速的同时，还具有无机械磨损、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，在高速设备中的应用越来越广泛。其中，永磁偏置式的磁轴承通过采用永磁体生成偏置磁场，有利于降低轴承功耗，为了保证磁轴承系统的安全性，需要在转子两端设保护轴承，以防止磁悬浮轴承失效或者突然断电时，磁轴承转子与定子之间发生碰撞，保护轴承的设置，相应地，也产生了以下缺陷：(1)增加了产品轴向尺寸；(2)会使磁悬浮轴系的模态降低，给磁悬浮轴系的控制增加了难度；(3)磁悬浮的轴系间隙与保护轴承的间隙调整工艺相对复杂，导致装配时间较长。为解决上述问题，各电机生产厂家对磁轴承成进行了大量的研究，中国专利，一种磁轴承，（专利号：201910301319.0，发布号：CN110017328A，公开日期：2019.07.16）就公开了一款磁轴承，该专利将轴向磁轴承和径向两自由度磁轴承合二为一，通过共用一个永久磁铁作为静态偏置磁场，并使偏置磁钢只提供平衡负载或外界干扰的动磁场，大大降低系统因偏磁电流产生的功率损耗，节约了能源。转子部分采用转子推力盘和转子硅钢叠加方案，轴向控制磁通和径向控制磁通各走己路，既降低转子涡流损耗，又防止硅钢片散片现象。但是该专利依然存在以下问题：(1)绕线比较麻烦、加工和装卸都不方便；(2)存在扰磁、漏磁及耗磁的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于电机的磁轴承，以解决上述绕线麻烦、加工装卸不方便、扰磁、漏磁、耗磁的缺陷，实现良好的装配方式，减少了装配麻烦。为实现上述目的，本技术采取的技术方案是：一种用于电机的磁轴承，包括转轴、永磁体、转子结构和定子组件，所述定子组件由径向定子组件及轴线定子组件组成；所述转子结构设置于转轴上，且与转轴嵌套连接；所述径向定子组件设置于转子结构的外侧，且与转轴同轴线设置；所述永磁设置于径向定子组件的外侧；所述轴向定子组件设置于径向定子组件的外侧。所述径向定子组件由径向定子及径向控制线圈组成；所述径向定子内部设有齿槽；所述径向控制线圈设置在该齿槽内；所述轴向定子组件由轴向定子及轴向控制线圈组成，所述轴向定子内部设有凸台；所述轴向控制线圈设置该凸台上；所述轴向定子内设有定位铝圈，所述定位铝圈设置于轴向定子的端部，与轴向定子螺栓固定；所述轴向定子与转子螺栓连接；进一步改进，所述轴向控制线圈与径向控制线圈串联连接；进一步改进，所述径向定子、轴向定子均为硅钢片叠压而成的定子铁芯；进一步改进，所述永磁体为环形永磁体；进一步改进，所述永磁体为采用稀土材料钕铁硼制成的永磁体；与现有技术相比，采用上述方案，本技术的有益效果是：本技术采用设置于轴向定子内的定位铝圈实现磁路干扰，利用一个径向充磁的环形永磁体来产生轴向和径向气隙的偏置磁场，采用单极性结构使偏置磁场在径向和轴向气隙流入（出）转子，消除了转子旋转时径向和轴向气隙中的磁极性变化，减少了转子在高速旋转时的磁滞损耗；同时，将轴向定子设置成台阶状，便于与磁轴承外圆定位及装配；该磁轴整体结构轴向尺寸小，从而缩短了电机主轴的跨距，增大电机的扭矩及输出功率。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术中径向定子结构示意图；其中，1、转轴；2、轴向定子；3、定位铝圈；4、径向控制线圈；5、径向定子；6、永磁体；7、转子结构；8、轴向控制线圈；具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。实施例一、一种用于电机的磁轴承，包括转轴1、永磁体6、转子结构7和定子组件，所述定子组件由径向定子组件及轴线定子组件组成；所述转子结构7设置于转轴1的外侧，且与转轴1套嵌连接；所述径向定子组件设置于转子结构的外侧，且与转轴1同轴线设置；所述永磁体6设置于径向定子组件的外侧；所述轴向定子组件设置于径向定子组件的外侧；所述径向定子组件由径向定子5及径向控制线圈4组成；所述径向定子5内部设有齿槽（图中未示出）；所述径向控制线圈4设置在该齿槽内；优选的，所述径向定子为采用硅钢片叠压而成的定子；所述径向定子设计成八极结构，如图2所述；所述径向定子八个齿槽，八个齿槽对称设置；之所以采用这种八极的齿槽结构，主要是考虑配合电机内的传感器，便于传感器的传输线从该齿槽内通过，无需专门设置线路通道，减少了整体轴承的尺寸，也减少了加工工序。所述轴向定子组件由轴向定子2及轴向控制线圈8组成，所述轴向定子2内部设有凸台（图中未标记）；所述轴向控制线圈8设置该凸台上；本技术中，径向控制线圈绕在径向定子的齿槽内，而轴向线圈则直接绕在轴向定子设计出来的凸台上，绕线简单可行；所述轴向定子2内设有定位铝圈3，所述定位铝圈3设置于轴向定子2的端部，与轴向定子2螺栓固定；之所以在轴向结构上增加了定位铝圈，一来可以保证永磁体和径向定子定位在整个磁轴承的正中，同时由于铝不导磁，故不存在扰磁、漏磁及耗磁问题；克服了扰磁、漏磁、耗磁的缺陷；优选的，所述轴向定子2为硅钢片叠压而成的定子；所述轴向定子2设置成台阶状；之所以将轴向定子2设置成台阶状，是为了便于与磁轴承外圆定位及装配；轴向定子2与磁轴承的外圆螺栓连接，装卸都比较方便，整体结构简单；所述轴向定子2与转子7螺栓连接；装卸都比较方便，整体结构简单；所述转子结构7由硅钢片叠压而成；以转轴1的轴肩定位安装，因此本技术中，省略了传统的定位轴套设置，进一步缩短了整体的结构的尺寸；在本技术中，所述轴向控制线圈8与径向控制线圈4串联连接；进一步的，所述永磁体6为环形永磁体；优选的，所述永磁体为采用稀土材料钕铁硼制成的永磁体；之所以采用这类永磁体，是因为这类永磁体产生的磁通密度在转子结构上下、左右、前后的气隙均是相等的；具体的，应用本技术产品，当径向-轴向都稳定悬浮时，转子在永久磁铁产生的静磁场吸力下处于悬浮的中间位置，径向和轴向单边的气隙都为0.5mm；在本技术中整体设计紧凑，其功能单元（控制线圈、轴径向定子、永磁体）几乎占据了磁轴承大部分体积，空间利用率非常高；在控制线圈没有通电的情本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电机的磁轴承，其特征在于：包括转轴、永磁体、转子结构和定子组件，所述定子组件由径向定子组件及轴向定子组件组成；所述转子结构设置于转轴上，且与转轴嵌套连接；所述径向定子组件设置于转子结构的外侧，且与转轴同轴线设置；所述永磁设置于径向定子组件的外侧；所述轴向定子组件设置于径向定子组件的外侧；/n所述径向定子组件由径向定子及径向控制线圈组成；所述径向定子内部设有齿槽；所述径向控制线圈设置在该齿槽内；/n所述轴向定子组件由轴向定子及轴向控制线圈组成，所述轴向定子内部设有凸台；所述轴向控制线圈设置该凸台上；/n所述轴向定子内设有定位铝圈，所述定位铝圈设置于轴向定子的端部，与轴向定子螺栓固定；/n所述轴向定子与转子螺栓连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于电机的磁轴承，其特征在于：包括转轴、永磁体、转子结构和定子组件，所述定子组件由径向定子组件及轴向定子组件组成；所述转子结构设置于转轴上，且与转轴嵌套连接；所述径向定子组件设置于转子结构的外侧，且与转轴同轴线设置；所述永磁设置于径向定子组件的外侧；所述轴向定子组件设置于径向定子组件的外侧；
所述径向定子组件由径向定子及径向控制线圈组成；所述径向定子内部设有齿槽；所述径向控制线圈设置在该齿槽内；
所述轴向定子组件由轴向定子及轴向控制线圈组成，所述轴向定子内部设有凸台；所述轴向控制线圈设置该凸台上；
所述轴向定子内设有定位铝圈，所述定位铝圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浒，李诗凡，王鹏，
申请(专利权)人：天津市陆航电机技术有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12