一种电机转子、磁悬浮装置、磁悬浮电机、透平电机系统。所述磁悬浮装置包含：壳体（1）、转子（2）、径向磁轴承（31,32）、轴向磁轴承（41,42）、以及电机定子（5），其中所述转子（2）的两侧均提供有阶梯状结构，且两侧的阶梯状结构是非对称的。该转子可应用于磁悬浮装置，该磁悬浮装置可以应用于磁悬浮电机、压缩机及泵。通过本发明专利技术的设计，实现了磁悬浮电机在高转速下的稳定工作，同时减小了磁悬浮电机的体积、质量，降低了生产制造成本。降低了生产制造成本。降低了生产制造成本。
【技术实现步骤摘要】
一种电机转子、磁悬浮装置、磁悬浮电机、透平电机系统
[0001]本专利技术的实施例涉及磁悬浮
，特别是涉及一种磁悬浮转子、磁悬浮装置、磁悬浮电机、透平电机系统。
技术介绍
[0002]传统电机使用的是接触式轴承，接触式轴承的转速主要受到轴承内部的摩擦发热引起的温升的限制，当转速超过某一界限后，轴承会因烧伤等原因而不能继续旋转。受限于此，传统电机的转速难以进一步提升。工业上对于高转速电机的需求日渐迫切，非接触式轴承的研究受到重点关注，例如磁悬浮电机技术。磁悬浮电机可应用于透平电机系统（例如压缩机、膨胀机、输送流体的泵等）中。
[0003]磁悬浮电机利用磁力使得转子悬浮旋转，转子与轴承之间无接触、无摩擦。轴承的转速仅受限于转子的材料。因此在转子材料已经确定的情况下，只有设计出合理的结构才使得磁悬浮电机在高转速下工作。
[0004]转子高速旋转时产生巨大的离心力。由于离心力与转子半径成正比，为了减小离心力，转子外径应尽可能小，但是另一方面转子需要提供足够的磁力面积，因此转子也不能过小，这提升了磁悬浮转子悬浮装置的整体设计难度。
[0005]现有设计的一种结构将轴向磁轴承与推力盘安装在转子一端，推力盘在转子的径向上突出，此时转子旋转工作时最大离心力在推力盘的最大直径处，这种设计给轴向磁轴承提供了磁力面积，但忽略了在高转速时离心力的影响，直接导致磁悬浮电机的转速受到推力盘直径的限制。为了减小转子的最大外径，现有设计的另一种结构是在转子两端设计对称的阶梯状设计，将轴向磁轴承安装在转子的对称的阶梯状设计的两侧。
[0006]现有的转子的对称的阶梯状设计没有考虑磁悬浮电机实际工作时的轴向力不平衡的特点。这种对称式阶梯状设计的磁力面积是以轴向上受力较大一端的参数为基准设计的。而另一端的轴向受力较小，所以利用不到全部的磁力。若以轴向力较小的一侧设计转子的对称式阶梯，则需要在受力较大的一侧安装小推力盘以平衡轴向力，这会导致磁悬浮电机内部的产品结构复杂，且增加了组件不利于装配与安装。
[0007]由此可知，上述设计浪费了多余的材料导致制造成本高，且径向上转子的直径整体较大导致磁悬浮电机整体体积变大，不利于磁悬浮电机的小型化，轻量化。不仅如此，径向上磁力面积的增大导致轴向上电磁铁的厚度增加，这直接使得转子的轴向长度变长，降低了临界转速，不利于转子转速的提高。
技术实现思路
[0008]有鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种电机转子，磁悬浮装置、磁悬浮电机、压缩机及泵。本专利技术的至少一个目的是使得磁悬浮装置的悬浮转子满足高转速的工作需求，同时实现磁悬浮电机的小型化，轻量化。
[0009]为达上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：
本专利技术的至少一个实施例提供了一种磁悬浮装置，包括：壳体、以及设置在壳体内侧的转子、径向磁轴承、轴向磁轴承、和电机定子；其中，所述转子相对于所述电机定子所处的中心部段的两侧均提供有阶梯状结构，且所述转子两侧的阶梯状结构为非对称结构。
[0010]例如，所述转子两侧阶梯结构之间的转子部分的直径大小相同；所述转子一侧上的阶梯结构的最大阶梯直径与所述两侧的阶梯结构之间的转子部分的直径大小一样；以及所述转子另一侧上的阶梯结构的最大阶梯直径大于所述两侧的阶梯结构之间的转子的直径。
[0011]例如，所述转子两侧的阶梯结构的直径越靠近所在侧的转子末端越小。
[0012]例如，在所述转子两侧的阶梯状结构中，具有最大阶梯直径的一侧的第一阶梯深度大于另一侧阶梯的第一阶梯深度；以及具有最大阶梯直径的一侧的第二阶梯深度大于另一侧阶梯的第二阶梯深度。
[0013]例如，所述转子上的阶梯直径较大的一侧设置在与应用该磁悬浮装置的磁悬浮电机正常工作时的轴向合力方向相反的一侧。
[0014]例如，所述合力指的是所述磁悬浮电机工作时，轴向上所有的力之和；以及若所述转子的轴向相对于水平面为非平行关系时，所述合力还包括重力。
[0015]例如，所述转子两侧的阶梯状结构具有阶梯面，所述阶梯面分别与所述第一轴向磁轴承和所述第二轴向磁轴承相对；以及所述第一轴向磁轴承和第二轴向磁轴承在所述转子上的所述阶梯面上产生轴向吸力。
[0016]例如，所述电机定子设置在所述转子中间段附近，以及所述轴向磁轴承设置为比所述径向磁轴承更靠近所述转子中间段。
[0017]例如，所述转子一端为输出端。
[0018]例如，所述转子的另一端也为输出端。
[0019]例如，所述两侧的非对称设计阶梯结构处设置有凹槽结构。
[0020]本专利技术的至少一个实施例还提供一种磁悬浮电机，包括任一所述的磁悬浮装置，以及设置在所述转子至少一端的工作部件，工作部件包括叶轮。
[0021]例如，所述磁悬浮电机还包括设置在所述转子的单侧的轴向传感器，以及设置在所述转子的两侧的径向传感器。
[0022]本专利技术的至少一个实施例还提供一种透平电机系统，包括所述磁悬浮电机。
[0023]本专利技术的至少一个实施例还提供一种电机转子，包括中间部段和分别位于中间部段之外的两端部段，其中，所述中间部段两侧均提供有阶梯状结构，且所述两侧阶梯状结构为非对称结构。
[0024]例如，所述两侧阶梯结构之间的中间部段部分的直径大小相同；所述中间部段一侧上的阶梯结构的最大阶梯直径与所述两侧阶梯结构之间的中间部段部分的直径大小一样；以及所述中间部段另一侧上的阶梯结构的最大阶梯直径大于所述两侧阶梯结构之间的中间部段部分的直径。
[0025]例如，所述中间部段两侧的阶梯结构的直径越靠近所在侧的端部段末端越小。
[0026]例如，在所述两侧阶梯状结构中，具有最大阶梯直径的一侧的第一阶梯深度大于另一侧阶梯的第一阶梯深度；以及具有最大阶梯直径的一侧的第二阶梯深度大于另一侧阶梯的第二阶梯深度。
[0027]例如，所述两侧阶梯状结构具有阶梯面。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例提供的一种磁悬浮装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种非对称磁悬浮转子结构的示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种非对称磁悬浮转子结构的示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种非对称磁悬浮转子结构的示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种非对称磁悬浮转子结构的示意图；图6是本专利技术实施例提供的一种非对称磁悬浮转子结构的示意图；以及图7是本专利技术实施例提供的磁悬浮装置中非对称磁悬浮转子结构呈凹槽形式的结构示意图。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本公开一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在无需做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0030]除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”以及类似的词语并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮装置，包括：壳体、设置在壳体内侧的转子、径向磁轴承、轴向磁轴承和电机定子；其中，所述转子相对于所述电机定子所处的中心部段的两侧均提供有阶梯状结构，且所述转子两侧的阶梯状结构为非对称结构。2.根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其中，所述转子两侧阶梯结构之间的转子部分的直径大小相同；所述转子一侧上的阶梯结构的最大阶梯直径与所述两侧的阶梯结构之间的转子部分的直径大小一样；以及所述转子另一侧上的阶梯结构的最大阶梯直径大于所述两侧的阶梯结构之间的转子的直径。3.根据权利要求2所述的磁悬浮装置，其中，所述转子两侧的阶梯结构的直径越靠近所在侧的转子末端越小。4.根据权利要求2所述的磁悬浮装置，其中，在所述转子两侧的阶梯状结构中，具有最大阶梯直径的一侧的第一阶梯深度大于另一侧阶梯的第一阶梯深度；以及具有最大阶梯直径的一侧的第二阶梯深度大于另一侧阶梯的第二阶梯深度。5.根据权利要求4所述的磁悬浮装置，其中，所述转子上的阶梯直径较大的一侧设置在与应用该磁悬浮装置的磁悬浮电机正常工作时的轴向合力方向相反的一侧。6.根据权利要求5所述的磁悬浮装置，其中，所述合力指的是所述磁悬浮电机工作时，轴向上所有的力之和；以及若所述转子的轴向相对于水平面为非平行关系时，所述合力还包括重力。7.根据权利要求4所述的磁悬浮装置，其中，所述转子两侧的阶梯状结构具有阶梯面，所述阶梯面分别与所述第一轴向磁轴承和所述第二轴向磁轴承相对；以及所述第一轴向磁轴承和第二轴向磁轴承在所述转子上的所述阶梯面上产生轴向吸力。8.根据权利要求1所述磁悬浮装置，其中，所述电机定子设置在所述转子中间段附近，以及所述轴向磁轴承设置为比...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹成科，尤志强，吴文志，
申请(专利权)人：苏州苏磁智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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