一种同极型磁悬浮电机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种同极型磁悬浮电机，包括电机壳体，转子主轴、同极型定子，该同极型定子包括定子本体和若干组缠绕有线圈的磁极单元，所述转子主轴上设置有若干组永磁体单元，且永磁体单元与磁极单元相对设置，在通入电流后，该磁极单元与永磁体单元相互作用，产生转子主轴稳定悬浮的支承力和转子主轴高速旋转的转矩。由此，该同极型磁悬浮电机不需要径向轴承和径向位移传感器，省去了径向轴承座和径向位移传感器的空间，使得转子主轴长度得到减小，刚性增加，动态性能提高，且还能够省去复杂的控制器系统，进而大大减小了整体电机体积及提高了电机功率密度的有益效果。积及提高了电机功率密度的有益效果。积及提高了电机功率密度的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种同极型磁悬浮电机


[0001]本技术涉及电动机
，具体涉及一种同极型磁悬浮电机。

技术介绍

[0002]电动机是将电能转变为机械能的一种旋转式电动机器设备。按照支承方式分类，主要有滚珠电动机、磁悬浮电动机和空气悬浮电动机。
[0003]首先，结合图1所示的现有技术中的主动式磁悬浮电机的结构示意图，对现有常用的主动式磁悬浮电机进行简单的介绍，主要包括电机定子5、前径向磁轴承3、前径向位移传感器2、后径向磁轴承7、后径向位移传感器8、左轴向磁轴承9、右轴向磁轴承11、轴向位移传感器13、转子主轴6、推力盘10。所述前径向位移传感器2和所述后径向位移传感器8将检测的转子主轴6位移信号发送给控制器，控制器再通过调理接收的位移信号控制前径向磁轴承3和后径向磁轴承7的电流大小，从而使转子主轴6能够悬浮在前径向磁轴承3和后径向磁轴承7中间。同理，控制器通过调理轴向位移传感器13的信号，控制左轴向磁轴承9和右轴向磁轴承11的电流大小，从而使转子主轴6上的推力盘10能够悬浮在左轴向磁轴承9和右轴向磁轴承11中间。但是由于前、后径向磁轴承，前、后径向位移传感器的存在，导致转子主轴的轴向尺寸比较大，影响了转子主轴的刚度和动态性能，再者控制器也需要增加相应的控制通道对前、后径向磁轴承的电流进行控制，也大大增加了整体电机的体积，导致电机功率密度的减小等一系列问题。
[0004]再者，结合如图2所示的现有技术中的被动式磁悬浮电机结构示意图可知，该被动式磁悬浮电机相对于主动式磁悬浮电机，用前、后径向永磁轴承(30、31)代替了前、后径向磁轴承，虽然省去了前、后径向位移传感器及控制器，但是由于前、后径向永磁轴承的存在，致使转子主轴的轴向尺寸较大及整体电机体积较大的问题还是难以解决。
[0005]最后，结合如图3所示的现有技术中的空气悬浮电机结构示意图可知，该空气悬浮电机相对于被动式磁悬浮电机来说，仅仅是通过前、后径向空气轴承(32、33)代替了前、后径向永磁轴承(30、31)而已，还是难以解决转子主轴的轴向尺寸较大及整体电机体积较大的问题。
[0006]综上，对于现有磁悬浮或者空气悬浮轴承支承的的各种电动机存在缺点如下：
[0007]第一是：转子主轴较长，不利于转子刚性的提高，从而限制了电动机的高转速需求；
[0008]第二是：电动机体积优化较困难，电机功率密度的优化受到了限制；
[0009]第三是：对于电磁轴承，还需要一套复杂的控制器系统，无疑增加了设备的成本及整体电机的体积。

技术实现思路

[0010]有鉴于此，为至少解决上述存在的问题之一，本技术实施例提供了一种同极型磁悬浮电机，该同极型磁悬浮电机无径向轴承和无径向位移传感器，通过同极型定子的
磁极单元及转子主轴上的永磁体单元来实现转子主轴稳定悬浮及高速旋转，进而解决转子主轴的轴向尺寸较大及整体电机体积较大的技术问题。
[0011]为实现上述目的，本技术实施例提供了一种同极型磁悬浮电机，包括电机壳体，位于所述电机壳体内的转子主轴以及套设于所述转子主轴外侧的同极型定子，所述同极型定子固定在所述电机壳体上，所述同极型定子包括与所述电机壳体固定连接的定子本体和沿所述定子本体内圆周设置的若干组磁极单元，所述磁极单元上缠绕有线圈；所述转子主轴上设置有若干组永磁体单元，所述永磁体单元与所述磁极单元相对设置。
[0012]进一步地，每组所述磁极单元包括沿所述定子本体轴向设置的第一N磁极和第一S磁极，所述第一N磁极和第一S磁极上均缠绕有线圈，缠绕在所述第一N磁极的线圈电流方向与缠绕在所述第一S磁极的线圈电流方向相反，进而形成轴向分布的磁力线。
[0013]进一步地，每组所述永磁体单元包括沿所述转子主轴轴向设置的第二N磁极和第二S磁极，所述第二N磁极、第二S磁极分别与所述第一N磁极、第一S磁极相对设置。
[0014]进一步地，所述磁极单元的数量为正整数N1，则3≤N1≤30。
[0015]进一步地，所述磁极单元的数量N1为9组，其中A相B相C相各占3组磁极单元，其分布规则为ABCABCABC，9组磁极单元按照以下规则依次循环接通控制电流，即AB相
→
BC相
→
CA相
→
AB相，进而形成旋转磁场。
[0016]进一步地，所述永磁体单元的数量为正整数N2，则2≤N2≤30。
[0017]进一步地，所述永磁体单元的数量N2为6组。
[0018]进一步地，还包括用于测量转子主轴轴向位移的轴向位移传感器，所述轴向位移传感器位于所述同极型磁悬浮电机的非输出端。
[0019]进一步地，所述转子主轴靠近所述轴向位移传感器的一端上固定设置有推力盘。
[0020]进一步地，还包括用于控制所述推力盘轴向位置的左、右轴向磁轴承，所述左、右轴向磁轴承固定在所述电机壳体上，所述推力盘位于所述左、右轴向磁轴承之间。
[0021]本技术的有益效果：
[0022]本技术通过同极型定子的磁极单元与转子主轴上的永磁体单元相互作用，既可以产生支承力，使得转子主轴稳定悬浮；按照一定规律接通电流后，也可以产生旋转磁场，推动转子主轴高速旋转，该同极型磁悬浮电机不需要径向轴承和径向位移传感器，省去了径向轴承座和径向位移传感器的空间，使得转子主轴长度得到减小，刚性增加，动态性能提高，且还能够省去复杂的控制器系统，进而大大减小了整体电机体积及提高了电机功率密度的有益效果。
附图说明
[0023]以下附图是用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，且仅旨在于对本技术做示意性的解释和说明，并非用以限制本技术的范围。在附图中：
[0024]图1为现有技术中的主动式磁悬浮电机的结构示意图；
[0025]图2为现有技术中的被动式磁悬浮电机的结构示意图；
[0026]图3为现有技术中的空气悬浮电机的结构示意图；
[0027]图4为本申请实施例中的同极型磁悬浮电机的结构示意图；
[0028]图5为本申请实施例中的同极型定子的剖视结构示意图；
[0029]图6为本申请实施例中的同极型定子的立体结构示意图；
[0030]图7为本申请另一实施例中的9组磁极单元按照的规则依次循环接通控制电流的电路结构示意图。
[0031]附图标记：
[0032]1、电机左盖板；2、前径向位移传感器；3、前径向磁轴承；30、前径向永磁轴承；31、后径向永磁轴承；32、前径向空气轴承；33、后径向空气轴承；4、电机壳体；5、电机定子；6、转子主轴；7、后径向磁轴承；8、后径向位移传感器；9、左轴向磁轴承；10、推力盘；11、右轴向磁轴承；12、电机右盖板；13、轴向位移传感器；14、同极型定子；15、线圈；151、第一N磁极线圈；152、第一S磁极线圈；16、永磁体单元；161、第二N磁极；162、第二S磁极；17、定子本体；18、磁极单元；181、第一N磁极；182、第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同极型磁悬浮电机，包括电机壳体，位于所述电机壳体内的转子主轴以及套设于所述转子主轴外侧的同极型定子，所述同极型定子固定在所述电机壳体上，其特征在于，所述同极型定子包括与所述电机壳体固定连接的定子本体和沿所述定子本体内圆周设置的若干组磁极单元，所述磁极单元上缠绕有线圈；所述转子主轴上设置有若干组永磁体单元，所述永磁体单元与所述磁极单元相对设置。2.如权利要求1所述的同极型磁悬浮电机，其特征在于，每组所述磁极单元包括沿所述定子本体轴向设置的第一N磁极和第一S磁极，所述第一N磁极和第一S磁极上均缠绕有线圈，缠绕在所述第一N磁极的线圈电流方向与缠绕在所述第一S磁极的线圈电流方向相反，进而形成轴向分布的磁力线。3.如权利要求2所述的同极型磁悬浮电机，其特征在于，每组所述永磁体单元包括沿所述转子主轴轴向设置的第二N磁极和第二S磁极，所述第二N磁极、第二S磁极分别与所述第一N磁极、第一S磁极相对设置。4.如权利要求1或2所述的同极型磁悬浮电机，其特征在于，所述磁极单元的数量为正整数N1，则3≤N1≤30。5.如权利要求4所述的同极型磁悬浮电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈李成，李大同，刘晋，
申请(专利权)人：山东华东风机有限公司，
类型：新型
国别省市：