一种磁悬浮主动式三自由度轴承、电机和压缩机制造技术

本发明专利技术提供一种磁悬浮主动式三自由度轴承和压缩机，磁悬浮主动式三自由度轴承包括：轴向磁轴承、径向磁轴承和轴承转子，轴向磁轴承包括第一轴向定子和第二轴向定子，径向磁轴承包括径向定子，径向定子位于轴承转子的外周且能对轴承转子施加径向电磁力，第一轴向定子和第二轴向定子能对轴承转子施加轴向电磁力，径向磁轴承的偏置磁通由轴向磁轴承提供，第一轴向定子和第二轴向定子均为沿周向间隔设置的分块结构，径向定子极柱的数量为16个，即形成径向16极定子。根据本发明专利技术使得第一和第二轴向定子能够有效地为径向定子提供偏置磁路，省去了原有的比如偏置定子等结构，结构更为紧凑、简单，工艺难度降低，体积减小，装配容易。装配容易。装配容易。

【技术实现步骤摘要】
一种磁悬浮主动式三自由度轴承、电机和压缩机


[0001]本专利技术涉及磁悬浮
，具体涉及一种磁悬浮主动式三自由度轴承、电机和压缩机。

技术介绍

[0002]磁悬浮轴承利用对转子的电磁力将转轴悬浮起来，转轴与定子保持非接触的状态，因此具有无磨损、高转速、高精度、长寿命等优点。磁轴承按工作原理可分为三类：主动式磁轴承、被动式磁轴承和混合式磁轴承。
[0003]专利号CN110017330A“一种轴向径向电磁型磁轴承”中的主动式三自由度磁轴承结构复杂，采用E形凸极径向分块定子，来形成对径向轴承的偏置磁通，其加工制作工艺复杂，装配困难，存在径向悬浮绕组在轴向方向上漏磁。
[0004]由于现有技术中的磁悬浮主动式三自由度轴承通过设置偏置定子来形成径向轴承的偏置磁通，导致结构复杂，体积较大，工艺复杂，装配困难等技术问题，因此本专利技术研究设计出一种磁悬浮主动式三自由度轴承、电机和压缩机。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的磁悬浮主动式三自由度轴承通过设置偏置定子来形成径向轴承的偏置磁通，导致结构复杂，体积较大的缺陷，从而提供一种磁悬浮主动式三自由度轴承、电机和压缩机。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供一种磁悬浮主动式三自由度轴承，其包括：
[0007]轴向磁轴承、径向磁轴承和轴承转子，所述轴向磁轴承和所述径向磁轴承均套设在转轴的外周，所述轴向磁轴承包括第一轴向定子和第二轴向定子，所述径向磁轴承包括径向定子，所述轴承转子套设在所述转轴的外周且能随着所述转轴一起转动，所述径向定子位于所述轴承转子的外周且能对所述轴承转子施加径向电磁力，沿所述转轴的轴向方向所述第一轴向定子的至少部分结构位于所述轴承转子的轴向一端，所述第二轴向定子的至少部分结构位于所述轴承转子的轴向另一端，所述第一轴向定子和所述第二轴向定子能对所述轴承转子施加轴向电磁力，并且所述第一轴向定子的至少部分结构位于所述轴承转子的径向外侧，所述第二轴向定子的至少部分结构位于所述轴承转子的径向外侧，使得所述径向磁轴承的偏置磁通由所述轴向磁轴承提供，所述第一轴向定子和所述第二轴向定子均为沿周向间隔设置的分块结构；
[0008]所述径向定子包括径向铁芯和径向绕组，所述径向铁芯为环状结构且套设于所述轴承转子的径向外侧；所述径向铁芯包括径向定子磁轭和径向定子极柱，所述径向定子磁轭为环形结构，所述径向定子极柱的径向外端与所述径向定子磁轭连接、径向内端朝所述轴承转子凸出并与所述轴承转子之间具有径向工作间隙，每个径向定子极柱上均绕设有所述径向绕组；所述径向定子极柱的数量为16个，即形成径向16极定子。
[0009]在一些实施方式中，所述第一轴向定子和所述第二轴向定子的结构相同，均包括
沿周向方向依次间隔设置的第一轴向定子单元、第二轴向定子单元、第三轴向定子单元、第四轴向定子单元、第五轴向定子单元、第六轴向定子单元、第七轴向定子单元、第八轴向定子单元、第九轴向定子单元、第十轴向定子单元、第十一轴向定子单元和第十二轴向定子单元。
[0010]在一些实施方式中，在径向截面内，所述径向定子包括位于右上方的第一象限部分、位于左上方的第二象限部分、位于左下方的第三象限部分和位于右下方的第四象限部分，所述第一象限部分、所述第二象限部分、所述第三象限部分和第四象限部分沿逆时针依次相接，所述第一象限部分与所述第三象限部分形成对角，所述第二象限部分与所述第四象限部分形成对角。
[0011]在一些实施方式中，所述径向定子极柱包括位于所述第一象限部分中的第二径向磁极、第三径向磁极、第四径向磁极和第五径向磁极，所述径向定子极柱还包括位于所述第四象限部分中的第六径向磁极、第七径向磁极、第八径向磁极和第九径向磁极，所述径向定子极柱还包括位于所述第三象限部分中的和第十径向磁极、第十一径向磁极、第十二径向磁极和第十三径向磁极，所述径向定子极柱还包括位于所述第二象限部分中的第十四径向磁极、第十五径向磁极和第十六径向磁极和第一径向磁极。
[0012]在一些实施方式中，沿着所述径向定子的周向方向，所述第二径向磁极、所述第三径向磁极、所述第四径向磁极和所述第五径向磁极依次排布，且所述第三径向磁极的周向宽度和第四径向磁极的周向宽度相等，所述第二径向磁极的周向宽度和第五径向磁极的周向宽度相等，所述第三径向磁极的周向宽度大于所述第二径向磁极的周向宽度；
[0013]沿着所述径向定子的周向方向，所述第六径向磁极、所述第七径向磁极、所述第八径向磁极和所述第九径向磁极依次排布，且所述第七径向磁极的周向宽度和第八径向磁极的周向宽度相等，所述第六径向磁极的周向宽度和第九径向磁极的周向宽度相等，所述第七径向磁极的周向宽度大于所述第六径向磁极的周向宽度；
[0014]沿着所述径向定子的周向方向，所述第十径向磁极、所述第十一径向磁极、所述第十二径向磁极和所述第十三径向磁极依次排布，且所述第十一径向磁极的周向宽度和第十二径向磁极的周向宽度相等，所述第十径向磁极的周向宽度和第十三径向磁极的周向宽度相等，所述第十一径向磁极的周向宽度大于所述第十径向磁极的周向宽度；
[0015]沿着所述径向定子的周向方向，所述第十四径向磁极、所述第十五径向磁极、所述第十六径向磁极和所述第一径向磁极依次排布，且所述第十五径向磁极的周向宽度和第十六径向磁极的周向宽度相等，所述第十四径向磁极的周向宽度和第一径向磁极的周向宽度相等，所述第十五径向磁极的周向宽度大于所述第十四径向磁极的周向宽度。
[0016]在一些实施方式中，所述第二径向磁极、所述轴承转子、所述第三径向磁极和所述径向定子磁轭内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路；所述第三径向磁极、所述轴承转子、所述第四径向磁极和所述径向定子磁轭内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路；所述第四径向磁极、所述轴承转子、所述第五径向磁极和所述径向定子磁轭内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路；
[0017]所述第六径向磁极、所述轴承转子、所述第七径向磁极和所述径向定子磁轭内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路；所述第七径向磁极、所述轴承转子、所述第八径向磁极和所述径向定子磁轭内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路；所述第八径向磁
极、所述轴承转子、所述第九径向磁极和所述径向定子磁轭内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路；
[0018]所述第十径向磁极、所述轴承转子、所述第十一径向磁极和所述径向定子磁轭内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路；所述第十一径向磁极、所述轴承转子、所述第十二径向磁极和所述径向定子磁轭内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路；所述第十二径向磁极、所述轴承转子、所述第十三径向磁极和所述径向定子磁轭内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路；
[0019]所述第十四径向磁极、所述轴承转子、所述第十五径向磁极和所述径向定子磁轭内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路；所述第十五径向磁极、所述轴承转子、所述第十六径向磁极和所述径向定子磁轭内部的磁路也连通形成闭环的径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮主动式三自由度轴承，其特征在于：包括：轴向磁轴承(100)、径向磁轴承(200)和轴承转子(9)，所述轴向磁轴承(100)和所述径向磁轴承(200)均套设在转轴(2)的外周，所述轴向磁轴承(100)包括第一轴向定子(300)和第二轴向定子(400)，所述径向磁轴承(200)包括径向定子(500)，所述轴承转子(9)套设在所述转轴(2)的外周且能随着所述转轴(2)一起转动，所述径向定子(500)位于所述轴承转子(9)的外周且能对所述轴承转子(9)施加径向电磁力，沿所述转轴(2)的轴向方向所述第一轴向定子(300)的至少部分结构位于所述轴承转子(9)的轴向一端，所述第二轴向定子(400)的至少部分结构位于所述轴承转子(9)的轴向另一端，所述第一轴向定子(300)和所述第二轴向定子(400)能对所述轴承转子(9)施加轴向电磁力，使得所述径向磁轴承(200)的偏置磁通由所述轴向磁轴承(100)提供，所述第一轴向定子(300)和所述第二轴向定子(400)均为沿周向间隔设置的分块结构；所述径向定子(500)包括径向铁芯(10)和径向绕组(5)，所述径向铁芯(10)为环状结构且套设于所述轴承转子(9)的径向外侧；所述径向铁芯(10)包括径向定子磁轭(1)和径向定子极柱(8)，所述径向定子磁轭(1)为环形结构，所述径向定子极柱的径向外端与所述径向定子磁轭(1)连接、径向内端朝所述轴承转子(9)凸出并与所述轴承转子(9)之间具有径向工作间隙(15)，每个径向定子极柱上均绕设有所述径向绕组(5)；所述径向定子极柱的数量为16个，即形成径向16极定子。2.根据权利要求1所述的磁悬浮主动式三自由度轴承，其特征在于：所述第一轴向定子(300)和所述第二轴向定子(400)的结构相同，均包括沿周向方向依次间隔设置的第一轴向定子单元(61)、第二轴向定子单元(62)、第三轴向定子单元(63)、第四轴向定子单元(64)、第五轴向定子单元(65)、第六轴向定子单元(66)、第七轴向定子单元(67)、第八轴向定子单元(68)、第九轴向定子单元(69)、第十轴向定子单元(610)、第十一轴向定子单元(611)和第十二轴向定子单元(612)。3.根据权利要求2所述的磁悬浮主动式三自由度轴承，其特征在于：在径向截面内，所述径向定子(500)包括位于右上方的第一象限部分、位于左上方的第二象限部分、位于左下方的第三象限部分和位于右下方的第四象限部分，所述第一象限部分、所述第二象限部分、所述第三象限部分和第四象限部分沿逆时针依次相接，所述第一象限部分与所述第三象限部分形成对角，所述第二象限部分与所述第四象限部分形成对角。4.根据权利要求3所述的磁悬浮主动式三自由度轴承，其特征在于：所述径向定子极柱(8)包括位于所述第一象限部分中的第二径向磁极(82)、第三径向磁极(83)、第四径向磁极(84)和第五径向磁极(85)，所述径向定子极柱(8)还包括位于所述第四象限部分中的第六径向磁极(86)、第七径向磁极(87)、第八径向磁极(88)和第九径向磁极(89)，所述径向定子极柱(8)还包括位于所述第三象限部分中的第十径向磁极(810)、第十一径向磁极(811)、第十二径向磁极(812)和第十三径向磁极(813)，所述径向定子极柱(8)还包括位于所述第二象限部分中的第十四径向磁极(814)、第十五径向磁极(815)、第十六径向磁极(816)和第一径向磁极(81)。5.根据权利要求4所述的磁悬浮主动式三自由度轴承，其特征在于：沿着所述径向定子的周向方向，所述第二径向磁极(82)、所述第三径向磁极(83)、所述第四径向磁极(84)和所述第五径向磁极(85)依次排布，且所述第三径向磁极(83)的周向宽
度和第四径向磁极(84)的周向宽度相等，所述第二径向磁极(82)的周向宽度和第五径向磁极(85)的周向宽度相等，所述第三径向磁极(83)的周向宽度大于所述第二径向磁极(82)的周向宽度；沿着所述径向定子的周向方向，所述第六径向磁极(86)、所述第七径向磁极(87)、所述第八径向磁极(88)和所述第九径向磁极(89)依次排布，且所述第七径向磁极(87)的周向宽度和第八径向磁极(88)的周向宽度相等，所述第六径向磁极(86)的周向宽度和第九径向磁极(89)的周向宽度相等，所述第七径向磁极(87)的周向宽度大于所述第六径向磁极(86)的周向宽度；沿着所述径向定子的周向方向，所述第十径向磁极(810)、所述第十一径向磁极(811)、所述第十二径向磁极(812)和所述第十三径向磁极(813)依次排布，且所述第十一径向磁极(811)的周向宽度和第十二径向磁极(812)的周向宽度相等，所述第十径向磁极(810)的周向宽度和第十三径向磁极(813)的周向宽度相等，所述第十一径向磁极(811)的周向宽度大于所述第十径向磁极(810)的周向宽度；沿着所述径向定子的周向方向，所述第十四径向磁极(814)、所述第十五径向磁极(815)、所述第十六径向磁极(816)和所述第一径向磁极(81)依次排布，且所述第十五径向磁极(815)的周向宽度和第十六径向磁极(816)的周向宽度相等，所述第十四径向磁极(814)的周向宽度和第一径向磁极(81)的周向宽度相等，所述第十五径向磁极(815)的周向宽度大于所述第十四径向磁极(814)的周向宽度。6.根据权利要求5所述的磁悬浮主动式三自由度轴承，其特征在于：所述第二径向磁极(82)、所述轴承转子(9)、所述第三径向磁极(83)和所述径向定子磁轭(1)内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路(3)；所述第三径向磁极(83)、所述轴承转子(9)、所述第四径向磁极(84)和所述径向定子磁轭(1)内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路(3)；所述第四径向磁极(84)、所述轴承转子(9)、所述第五径向磁极(85)和所述径向定子磁轭(1)内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路(3)；所述第六径向磁极(86)、所述轴承转子(9)、所述第七径向磁极(87)和所述径向定子磁轭(1)内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路(3)；所述第七径向磁极(87)、所述轴承转子(9)、所述第八径向磁极(88)和所述径向定子磁轭(1)内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路(3)；所述第八径向磁极(88)、所述轴承转子(9)、所述第九径向磁极(89)和所述径向定子磁轭(1)内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路(3)；所述第十径向磁极(810)、所述轴承转子(9)、所述第十一径向磁极(811)和所述径向定子磁轭(1)内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路(3)；所述第十一径向磁极(811)、所述轴承转子(9)、所述第十二径向磁极(812)和所述径向定子磁轭(1)内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路(3)；所述第十二径向磁极(812)、所述轴承转子(9)、所述第十三径向磁极(813)和所述径向定子磁轭(1)内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路(3)；所述第十四径向磁极(814)、所述轴承转子(9)、所述第十五径向磁极(815)和所述径向定子磁轭(1)内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路(3)；所述第十五径向磁极(815)、所述轴承转子(9)、所述第十六径向磁极(816)和所述径向定子磁轭(1)内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路(3)；所述第十六径向磁极(816)、所述轴承转子(9)、所述第一径向磁极(81)和所述径向定子磁轭(1)内部的磁路也连通形成闭环的径向轴承磁路(3)。
7.根据权利要求6所述的磁悬浮主动式三自由度轴承，其特征在于：所述第一轴向定子单元(61)与所述第二象限部分中的所述第一径向磁极(81)和所述第一象限部分中的所述第二径向磁极(82)...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚高，张超，董如昊，陈艳霞，
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：