主动式径向磁悬浮轴承及其设计方法、压缩机、空调器技术

本发明专利技术提供一种主动式径向磁悬浮轴承及其设计方法、压缩机、空调器，其中的主动式径向磁悬浮轴承，包括定子铁芯，所述定子铁芯包括呈环形的铁芯轭部以及处于所述铁芯轭部的内周侧上的多个铁芯齿部，其中，多个所述铁芯齿部的周向宽度皆为x，所述铁芯轭部的径向宽度为y，x/y＞1。根据本发明专利技术，能够使所述铁芯齿部的材料达到较佳利用率时，铁芯轭部的材料也能够达到较佳利用率，从而能够在所述主动式径向磁悬浮轴承的体积一定时磁悬浮轴承承载力或者支承刚度更优，能够避免为了提高磁悬浮轴承承载力或者支承刚度而增大轴承的设计尺寸导致整体体积增大、成本提高的不足。成本提高的不足。成本提高的不足。

【技术实现步骤摘要】
主动式径向磁悬浮轴承及其设计方法、压缩机、空调器


[0001]本专利技术属于电机制造
，具体涉及一种主动式径向磁悬浮轴承及其设计方法、压缩机、空调器。

技术介绍

[0002]主动式磁悬浮轴承利用可控电磁力将转轴悬浮起来，为保证转子维持稳定悬浮且具有较高运行精度，磁悬浮轴承需要提供足够大的承载力及支承刚度。
[0003]常见的主动式磁悬浮径向轴承包括定子铁芯100、定子绕组200、转子铁芯300、转轴400，定转子之间存在气隙500，如图4(图中以n＝4为例)，定子铁芯100包括轭部101、2n个宽度相等的齿部102和2n个线圈腔103，n一般取3以上的整数，2n个齿部102上会安装有2n个定子绕组200。将2n个齿部102及定子绕组200分为n组，当其中一组绕组通入控制电流，将产生如图4所示磁路(图中以n＝4为例)，其中磁路主要沿着主磁路(6a)，但也会存在漏磁磁路(6b)，图x所示漏磁磁路(6b)仅为部分示例。一般情况下，认为磁路只沿主磁路(6a)方向，即经过相邻定子的齿部102、相邻气隙500及其之间的定子轭部101和转子铁芯300部分，因此为保证磁路均匀，径向磁悬浮轴承定子的极柱/齿部102与同组相邻齿部之间的轭部101宽度设计为相等。但实际由于漏磁磁路(6b)的存在，经过定子齿部的磁力线会有少部分未从相邻齿部间的轭部经过，导致定子齿部102的磁饱和强度会略高于轭部101，当齿部材料达到最佳利用率时，轭部材料未达到最佳利用率，因此并未达到该尺寸下轴承的最优电磁方案。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术提供一种主动式径向磁悬浮轴承及其设计方法、压缩机、空调器，能够克服相关技术中在主动式径向磁悬浮轴承的铁芯齿轭等宽设计中，未考虑轴承定子铁芯的漏磁磁路的影响导致铁芯齿部的材料达到较佳利用率时，铁芯轭部材料未达到较佳利用率的不足。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供一种主动式径向磁悬浮轴承，包括定子铁芯，所述定子铁芯包括呈环形的铁芯轭部以及处于所述铁芯轭部的内周侧上的多个铁芯齿部，其中，多个所述铁芯齿部的周向宽度皆为x，所述铁芯轭部的径向宽度为y，x/y＞1。
[0006]优选地，x/y≤1.8。
[0007]优选地，1.05≤x/y≤1.3。
[0008]优选地，x<πd/(2n)
‑
2g，其中d为所述定子铁芯的内圆孔径，g为所述定子铁芯与转子铁芯之间形成的定转子气隙径向厚度，2n为所述铁芯齿部的个数。
[0009]优选地，0.3<2nx/πd<0.85。
[0010]优选地，所述主动式径向磁悬浮轴承还包括转子铁芯，其套装于转轴上，所述转子铁芯的径向厚度为z，z/y＞0.5。
[0011]本专利技术还提供一种主动式径向磁悬浮轴承的设计方法，包括如下步骤：
[0012]获取所述主动式径向磁悬浮轴承的定子铁芯的外圆直径及轴向厚度；
[0013]基于所述外圆直径及轴向厚度在保持所述定子铁芯具有的铁芯齿部的周向宽度x与所述定子铁芯具有的铁芯轭部的径向宽度y相等的前提下对所述主动式径向磁悬浮轴承的定子磁路面积及线圈腔面积进行优化，得到第一定子磁路面积优化值及线圈腔面积优化值；
[0014]基于所述第一定子磁路面积优化值及线圈腔面积优化值确定定子绕组的工艺参数；
[0015]保持所述定子绕组的工艺参数及所述线圈腔面积优化值不变，增大所述定子铁芯具有的铁芯齿部的周向宽度x并降低所述定子铁芯具有的铁芯轭部的径向宽度y；
[0016]根据获得的x及y，绘制关联曲线图，所述关联曲线图体现了轴承承载力和/或轴承支撑刚度与不同的x/y的关系；
[0017]获取所述关联曲线图中轴承承载力和/或轴承支撑刚度中最大值所对应的x/y作为设计最优值。
[0018]优选地，所述工艺参数包括所述定子绕组的匝数、线径、通入电流及对应电流密度、槽满率中的任意一个。
[0019]本专利技术还提供一种压缩机，包括上述的主动式径向磁悬浮轴承。
[0020]本专利技术还提供一种空调器，包括上述的压缩机。
[0021]本专利技术提供的一种主动式径向磁悬浮轴承及其设计方法、压缩机、空调器，所述铁芯齿部的周向宽度x设计为大于所述铁芯轭部的径向宽度y，从而能够使所述铁芯齿部的材料达到较佳利用率时，铁芯轭部的材料也能够达到较佳利用率，从而能够在所述主动式径向磁悬浮轴承的体积一定时磁悬浮轴承承载力或者支承刚度更优，能够避免为了提高磁悬浮轴承承载力或者支承刚度而增大轴承的设计尺寸导致整体体积增大、成本提高的不足。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例的主动式径向磁悬浮轴承的径向断面的结构示意图(略去外壳等部分部件)；
[0023]图2为图1中的主动式径向磁悬浮轴承(x＞y)与现有技术中的主动式径向磁悬浮轴承(x＝y)中控制电流i与轴承承载力F的关系曲线；
[0024]图3为图1中的主动式径向磁悬浮轴承在设计过程中不同的x/y与轴承承载力的关系曲线；
[0025]图4为现有技术中的主动式径向磁悬浮轴承(x＝y)内磁力线的路径示意(图中6a为定子绕组产生的主磁路，6b为定子绕组产生的漏磁磁路)；
[0026]图5为现有技术中的同极混合式径向磁悬浮轴承的径向断面的结构示意图(略去外壳等部分部件)；
[0027]图6为图5中A
‑
A的剖视图(图中8a为定子绕组产生的控制磁路，8b为磁环产生的偏置磁路)。
[0028]附图标记表示为：
[0029]1、定子铁芯；11、铁芯轭部；12、铁芯齿部；2、转子铁芯；3、转轴；4、定子绕组；100、定子铁芯；101、轭部；102、齿部；200、定子绕组；300、转子铁芯；400、转轴；500、气隙；601、定
子铁芯I；602、磁环；603、定子铁芯II；604、转子铁芯；605、转轴；606、定子绕组；607、齿部；608、轭部；609、线圈腔；610、气隙。
具体实施方式
[0030]结合参见图1至图6所示，根据本专利技术的实施例，提供一种主动式径向磁悬浮轴承，包括定子铁芯1，所述定子铁芯包括呈环形的铁芯轭部11以及处于所述铁芯轭部11的内周侧上的多个铁芯齿部12，其中，多个所述铁芯齿部12的周向宽度皆为x，所述铁芯轭部11的径向宽度为y，x/y＞1。该技术方案中，基于现有技术中的主动式径向磁悬浮轴承的定子绕组4所产生的主磁路6a及漏磁磁路6b的现象克服业内传统的主动式径向磁悬浮轴承的定子铁芯1的铁芯轭部11的径向宽度y需与铁芯齿部12的周向宽度x保持一致的技术偏见，创造性地将所述铁芯齿部12的周向宽度x设计为大于所述铁芯轭部11的径向宽度y，从而能够使所述铁芯齿部12的材料达到较佳利用率时，铁芯轭部11的材料也能够达到较佳利用率，从而能够在所述主动式径向磁悬浮轴承的体积一定(也即外圆直径以及轴向厚度尺寸保持不变)时磁悬浮轴承承载力或者支承刚度更优，能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动式径向磁悬浮轴承，其特征在于，包括定子铁芯(1)，所述定子铁芯包括呈环形的铁芯轭部(11)以及处于所述铁芯轭部(11)的内周侧上的多个铁芯齿部(12)，其中，多个所述铁芯齿部(12)的周向宽度皆为x，所述铁芯轭部(11)的径向宽度为y，x/y＞1。2.根据权利要求1所述的主动式径向磁悬浮轴承，其特征在于，x/y≤1.8。3.根据权利要求2所述的主动式径向磁悬浮轴承，其特征在于，1.05≤x/y≤1.3。4.根据权利要求1至3中任一项所述的主动式径向磁悬浮轴承，其特征在于，x<πd/(2n)
‑
2g，其中d为所述定子铁芯(1)的内圆孔径，g为所述定子铁芯(1)与转子铁芯(2)之间形成的定转子气隙径向厚度，2n为所述铁芯齿部(12)的个数。5.根据权利要求4所述的主动式径向磁悬浮轴承，其特征在于，0.3<2nx/πd<0.85。6.根据权利要求1至3中任一项所述的主动式径向磁悬浮轴承，其特征在于，还包括转子铁芯(2)，其套装于转轴(3)上，所述转子铁芯(2)的径向厚度为z，z/y＞0.5。7.一种主动式径向磁悬浮轴承的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：获取所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡余生，郭伟林，龚高，张芳，李欣，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：