一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机制造技术

本实用新型专利技术公开一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机，包括转轴、产生径向悬浮力且其转子铁心与转轴同轴装配的两自由度径向悬浮组件、产生轴向悬浮力且其转子铁心与转轴同轴装配的一自由度轴向悬浮组件、产生径向悬浮力且可驱动转轴旋转的两自由度径向悬浮无轴承电机组件以及包围支撑两自由度径向悬浮组件、一自由度轴向悬浮组件和两自由度径向悬浮无轴承电机组件的外部定子轭，其中，两自由度径向悬浮组件的环形永磁体和一自由度轴向悬浮组件的环形永磁体径向充磁方向相反，形成永磁偏置磁场。本实用新型专利技术不再需要通过配置轴向推力盘便可产生轴向悬浮力实现转子轴向悬浮，进而提高了五自由度磁悬浮电机的临界转速和整体的拆装效率。

【技术实现步骤摘要】
一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机
本技术涉及磁悬浮电机
，具体为一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机。
技术介绍
磁悬浮电机利用电磁力实现电机转子径向和轴向五自由度支撑，因而具有非接触、无摩擦运行的特点，在高速主轴电机、高速飞轮储能电机以及高速空气压缩电机等领域具有广阔应用潜力。然而传统磁悬浮电机在实现转子五自由度悬浮时，轴向自由度悬浮力的产生往往需要配置轴向推力盘才能够实现。推力盘的引入导致整机系统：1、临界转速的降低，限制整机转速的提高；2、轴向推力盘的存在使整机装配过程变得复杂，降低了整机拆装效率。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本技术的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本技术的范围。鉴于上述和/或现有磁悬浮电机中存在的问题，提出了本技术。因此，本技术的目的是提供一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机，提高临界转速并提高整体的拆装效率。为解决上述技术问题，根据本技术的一个方面，本技术提供了如下技术方案：一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机，其包括：转轴；产生径向悬浮力且其转子铁心与所述转轴同轴装配的两自由度径向悬浮组件；产生轴向悬浮力且其转子铁心与所述转轴同轴装配的一自由度轴向悬浮组件；产生径向悬浮力且可驱动所述转轴旋转的两自由度径向悬浮无轴承电机组件；以及包围支撑所述两自由度径向悬浮组件、一自由度轴向悬浮组件和所述两自由度径向悬浮无轴承电机组件的外部定子轭；其中，所述两自由度径向悬浮组件的环形永磁体和一自由度轴向悬浮组件的环形永磁体径向充磁方向相反，形成永磁偏置磁场。作为本技术所述的一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机的一种优选方案，其中，所述两自由度径向悬浮组件还包括：设置在所述两自由度径向悬浮组件的环形永磁体内圈的径向悬浮组件定子铁心；以及绕接在所述径向悬浮组件定子铁心上的径向悬浮组件绕组；其中，所述径向悬浮组件定子铁心的齿极与所述径向悬浮组件的转子铁心之间形成径向悬浮组件气隙，所述径向悬浮组件绕组区分为沿X方向设置且相互对称的第一径向悬浮组件绕组和沿Y方向设置且相互对称的第二径向悬浮组件绕组。作为本技术所述的一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机的一种优选方案，其中，所述两自由度径向悬浮组件还包括径向悬浮组件永磁体护套，所述径向悬浮组件永磁体护套环形分布在所述外部定子轭和所述两自由度径向悬浮组件的环形永磁体之间。作为本技术所述的一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机的一种优选方案，其中，所述一自由度轴向悬浮组件还包括：设置在所述一自由度径向悬浮组件的环形永磁体内圈的轴向悬浮组件定子铁心；固定在所述轴向悬浮组件定子铁心的内圈，并与所述轴向悬浮组件定子铁心的内圈形成绕组容纳腔的绕组支撑架；环形分布在所述绕组容纳腔内的轴向悬浮组件绕组；以及设置在所述悬浮组件定子铁心侧壁、并将所述绕组支撑架和所述轴向悬浮组件绕组封闭在所述轴向悬浮组件定子铁心的内圈内的悬浮组件定子铁心盖板；其中，所述向悬浮组件绕组与所述一自由度径向悬浮组件的转子铁心之间具有轴向悬浮组件气隙。作为本技术所述的一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机的一种优选方案，其中，所述一自由度轴向悬浮组件还包括轴向悬浮组件永磁体护套，所述轴向悬浮组件永磁体护套环形分布在所述外部定子轭和所述一自由度向悬浮组件的环形永磁体之间。作为本技术所述的一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机的一种优选方案，其中，所述两自由度径向悬浮无轴承电机组件还包括：设置在所述外部定子轭内圈的无轴承电机组件隔磁环；设置在所述无轴承电机组件隔磁环内圈的无轴承电机组件定子铁心；绕接在所述无轴承电机组件定子铁心上的无轴承电机组件绕组；以及设置在所述转轴上的无轴承电机组件转子。作为本技术所述的一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机的一种优选方案，其中，所述外部定子轭为环形且由通过高导磁实心合金材料制成。与现有技术相比，本技术具有的有益效果是：两自由度径向悬浮组件产生的径向悬浮磁场、一自由度轴向悬浮组件产生的轴向悬浮磁场，并且两自由度径向悬浮组件的环形永磁体和一自由度轴向悬浮组件的环形永磁体径向充磁方向相反，形成永磁偏置磁场。通过永磁偏置磁场与径向悬浮磁场在径向悬浮组件气隙中相互调制打破径向悬浮组件气隙中磁场的平衡形成径向悬浮力，施加于两自由度径向悬浮组件的转子铁心上，进而使转轴转动时可以径向悬浮。通过永磁偏置磁场与轴向悬浮磁场在轴向悬浮组件气隙中相互调制依靠洛伦兹力原理形成悬浮轴向力，施加于一自由度轴向悬浮组件的转子铁心上，进而使转轴转动时不需要配置轴向推力盘即可实现转子的轴向悬浮，相对于传统的磁悬浮电机，本技术能够提高临界转速，并提高整体的拆装效率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将将结合附图和详细实施方式对本技术进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本技术一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机一实施方式的轴向结构示意图；图2为本技术一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机图1中的两自由度径向悬浮组件结构示意图；图3为本技术一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机图1中的两自由度径向悬浮无轴承电机组件结构示意图；图4为本技术一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机图1中的一自由度轴向悬浮组件结构示意图；图5为本技术一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机图4中的一自由度轴向悬浮组件部分结构示意图。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施方式的限制。其次，本技术结合示意图进行详细描述，在详述本技术实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且示意图只是示例，其在此不应限制本技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。本技术提供一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机，能够提高临界转速并提高整体的拆装效率。图1示出的是本技术一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机一实施方式的整体结构示意图，请参阅图1，本实施方式的一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机，其主要部分为：外部定子轭1、两自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机，其特征在于，包括：/n转轴；/n产生径向悬浮力且其转子铁心与所述转轴同轴装配的两自由度径向悬浮组件；/n产生轴向悬浮力且其转子铁心与所述转轴同轴装配的一自由度轴向悬浮组件；/n产生径向悬浮力且可驱动所述转轴旋转的两自由度径向悬浮无轴承电机组件；以及/n包围支撑所述两自由度径向悬浮组件、一自由度轴向悬浮组件和所述两自由度径向悬浮无轴承电机组件的外部定子轭；/n其中，所述两自由度径向悬浮组件的环形永磁体和一自由度轴向悬浮组件的环形永磁体径向充磁方向相反，形成永磁偏置磁场。/n

【技术特征摘要】
1.一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机，其特征在于，包括：
转轴；
产生径向悬浮力且其转子铁心与所述转轴同轴装配的两自由度径向悬浮组件；
产生轴向悬浮力且其转子铁心与所述转轴同轴装配的一自由度轴向悬浮组件；
产生径向悬浮力且可驱动所述转轴旋转的两自由度径向悬浮无轴承电机组件；以及
包围支撑所述两自由度径向悬浮组件、一自由度轴向悬浮组件和所述两自由度径向悬浮无轴承电机组件的外部定子轭；
其中，所述两自由度径向悬浮组件的环形永磁体和一自由度轴向悬浮组件的环形永磁体径向充磁方向相反，形成永磁偏置磁场。


2.根据权利要求1所述的一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机，其特征在于，所述两自由度径向悬浮组件还包括：
设置在所述两自由度径向悬浮组件的环形永磁体内圈的径向悬浮组件定子铁心；以及
绕接在所述径向悬浮组件定子铁心上的径向悬浮组件绕组；
其中，所述径向悬浮组件定子铁心的齿极与所述径向悬浮组件的转子铁心之间形成径向悬浮组件气隙，所述径向悬浮组件绕组区分为沿X方向设置且相互对称的第一径向悬浮组件绕组和沿Y方向设置且相互对称的第二径向悬浮组件绕组。


3.根据权利要求2所述的一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机，其特征在于，所述两自由度径向悬浮组件还包括径向悬浮组件永磁体护套，所述径向悬浮组件永磁体护套环形分布在所述外部定子轭和所述两自由度径向悬浮组件的环形永磁体之间。


4.根据权利要求1所述的一种无推...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁强，倪拓成，
申请(专利权)人：南京工业职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32