本申请提供一种磁悬浮主动式三自由度轴承、电机和压缩机，包括转轴、轴承转子、径向定子以及第一轴向定子和第二轴向定子，径向定子具有朝向轴承转子一侧延伸的16个极柱；16个极柱关于转轴的中心呈中心对称且分布于4个象限内，每个象限内具有两个中间极柱以及处于中间极柱的两侧的两个边侧极柱；中间极柱的周向宽度大于边侧极柱的周向宽度；第一轴向定子和第二轴向定子分别设置于轴承转子的轴向两侧，且第一轴向定子、第二轴向定子与轴承转子之间围合形成容纳空间，径向定子位于容纳空间内。本申请转轴上无需单独组装推力盘，结构更加紧凑、工艺得到简化，有效地减小了轴承体积，缩短了转轴长度，提高转子临界转速，提高磁悬浮系统的运行稳定性。统的运行稳定性。统的运行稳定性。
【技术实现步骤摘要】
磁悬浮主动式三自由度轴承、电机和压缩机
[0001]本申请属于磁悬浮轴承
，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]目前，磁悬浮轴承(简称磁轴承)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]磁轴承又分为径向磁悬浮轴承与轴向磁悬浮轴承，其中径向磁悬浮轴承通过与径向转子之间的电磁力实现对转轴径向位置的调节，轴向磁悬浮轴承通过与转轴上的推力盘之间的电磁力实现对转轴轴向位置的调节。在一个磁悬浮系统中，转轴的两端同时配置径向磁悬浮轴承与轴向磁悬浮轴承，从而实现对转轴的三自由度方向位置的调整。
[0004]但是，相关技术中需要安装推力盘，则径轴向定子尺寸大，且转子长，这样使得加工制作工艺复杂、产品尺寸大，进而影响提磁悬浮系统的稳定性和应用性。
[0005]因此，如何提供一种能够减小径轴向定子尺寸并缩短转子长度，提高转子临界转速，提高磁悬浮系统的稳定性和应用性的磁悬浮主动式三自由度轴承、电机和压缩机成为本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
[0006]因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种磁悬浮主动式三自由度轴承、电机和压缩机，能够减小径轴向定子尺寸并缩短转子长度，提高转子临界转速，提高磁悬浮系统的稳定性和应用性。
[0007]为了解决上述问题，本申请提供一种磁悬浮主动式三自由度轴承，包括转轴、轴承转子、径向定子以及第一轴向定子和第二轴向定子，轴承转子套设于转轴上；径向定子套设于轴承转子外；径向定子具有朝向轴承转子一侧延伸的16个极柱；在转轴的横截面上，16个极柱关于转轴的中心呈中心对称且分布于4个象限内，每个象限内具有两个中间极柱以及处于中间极柱的两侧的两个边侧极柱；两个中间极柱关于对应的象限的角平分线对称；两个边侧极柱关于对应的象限的角平分线对称；中间极柱的周向宽度大于边侧极柱的周向宽度；第一轴向定子和第二轴向定子套设于转轴外，且第一轴向定子和第二轴向定子分别设置于轴承转子的轴向两侧，且第一轴向定子、第二轴向定子与轴承转子之间围合形成容纳空间，径向定子位于容纳空间内；第一轴向定子组件及第二轴向定子组件分别与轴承转子以及径向定子组件之间形成轴向磁路以实现对轴承转子的轴向位置的调整，径向定子组件与轴承转子之间形成径向磁路以实现对轴承转子的径向位置的调整。
[0008]进一步地，磁悬浮主动式三自由度轴承还包括轴向绕组；轴向绕组设置于第一轴向定子和第二轴向定子中；轴向绕组围绕转轴的周向绕设。
[0009]进一步地，每个极柱上皆绕设有径向线圈，两个边侧极柱绕设的径向线圈串联，两
个中间极柱绕设的径向线圈串联。
[0010]进一步地，第一轴向定子组件包括第一轴向定子，第一轴向定子具有第一内磁环以及第一外磁环，轴向绕组处于第一内磁环与第一外磁环之间，其中第一内磁环与轴承转子的左端面之间形成第一轴向内侧工作间隙，第一外磁环与径向定子的左端面之间形成第一轴向外侧工作间隙，且第一外磁环处于径向线圈的径向外侧。
[0011]进一步地，第二轴向定子组件包括第二轴向定子，第二轴向定子具有第二内磁环以及第二外磁环，轴向绕组处于第二内磁环与第二外磁环之间，其中第二内磁环与轴承转子的右端面之间形成第二轴向内侧工作间隙，第二外磁环与径向定子的右端面之间形成第二轴向外侧工作间隙，且第二外磁环处于径向线圈的径向外侧。
[0012]进一步地，第一轴向定子还包括第一连接段，第一连接段连接第一内磁环和第一外磁环；第二轴向定子还包括第二连接段，第二连接段连接第二内磁环和第二外磁环；第一内磁环和第二内磁环分别位于轴承转子的轴向两侧，且第一外磁环和第二外磁环相接触，以使得第一轴向定子、第二轴向定子与轴承转子之间围合形成容纳空间；轴向绕组设置于容纳空间内，并位于径向定子的轴向两侧。
[0013]进一步地，每个象限内的中间极柱上绕设的径向线圈的控制独立于边侧极柱绕设的径向线圈的控制。
[0014]进一步地，第一轴向定子组件中的轴向绕组中的通电电流与第二轴向定子组件中的轴向绕组中的通电电流相反。
[0015]本申请还提供一种电机，包括上述的磁悬浮主动式三自由度轴承。
[0016]本申请还提供一种压缩机，包括上述的电机。
[0017]本申请提供的一种磁悬浮主动式三自由度轴承、电机和压缩机，转轴上无需单独组装推力盘，整体结构及加工制作工艺得到简化，便于装配，集成化程度较高，结构更加紧凑，有效地减小了轴承体积，缩短了转轴长度，提高转子临界转速，提高磁悬浮系统的运行稳定性；本申请能够减小径轴向定子尺寸并缩短转子长度，提高转子临界转速，提高磁悬浮系统的稳定性和应用性。
附图说明
[0018]图1为本申请实施例的磁悬浮主动式三自由度轴承的内部结构示意图，图中的虚线箭头示出了轴向磁路的流向；
[0019]图2为图1中的径向定子与轴承转子的相对位置关系，图中的虚线箭头示出了轴向磁路的流向，图中的实线箭头示出了径向磁路的流向。
[0020]附图标记表示为：
[0021]1、轴承转子；10、转轴；21、径向定子；211、中间极柱；212、边侧极柱；213、定子磁轭；214、定子极柱；31、第一轴向定子；311、第一内磁环；312、第一外磁环；41、第二轴向定子；411、第二内磁环；412、第二外磁环；51、轴向绕组；52、径向线圈；001、轴向磁路；002、径向磁路；003、径向工作间隙；004、第一轴向内侧工作间隙；005、第二轴向内侧工作间隙。
具体实施方式
[0022]结合参见图1至图2所示，一种磁悬浮主动式三自由度轴承，包括转轴10、轴承转子
1、径向定子21以及第一轴向定子31和第二轴向定子41，轴承转子1套设于转轴10上；径向定子21套设于轴承转子1外；径向定子21具有朝向轴承转子1一侧延伸的16个极柱；在转轴10的横截面上，16个极柱关于转轴10的中心呈中心对称且分布于4个象限内，每个象限内具有两个中间极柱211以及处于中间极柱211的两侧的两个边侧极柱212；两个中间极柱211关于对应的象限的角平分线对称；两个边侧极柱212关于对应的象限的角平分线对称；中间极柱211的周向宽度大于边侧极柱212的周向宽度；第一轴向定子31和第二轴向定子41套设于转轴10外，且第一轴向定子31和第二轴向定子41分别设置于轴承转子1的轴向两侧，且第一轴向定子31、第二轴向定子41与轴承转子1之间围合形成容纳空间，径向定子21位于容纳空间内；第一轴向定子组件及第二轴向定子组件分别与轴承转子1以及径向定子21组件之间形成轴向磁路001以实现对轴承转子1的轴向位置的调整，径向定子21组件与轴承转子1之间形成径向磁路002以实现对轴承转子1的径向位置的调整。径向定子21还包括定子极柱214。
[0023]本申请提出的主动式三自由度磁轴承，去掉推本文档来自技高网...
【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：转轴(10)；轴承转子(1)，所述轴承转子(1)套设于所述转轴(10)上；径向定子(21)，所述径向定子(21)套设于所述轴承转子(1)外；所述径向定子(21)具有朝向所述轴承转子(1)一侧延伸的16个极柱；在所述转轴(10)的横截面上，16个所述极柱关于所述转轴(10)的中心呈中心对称且分布于4个象限内，每个所述象限内具有两个中间极柱(211)以及处于所述中间极柱(211)的两侧的两个边侧极柱(212)；两个所述中间极柱(211)关于对应的所述象限的角平分线对称；两个所述边侧极柱(212)关于对应的所述象限的角平分线对称；所述中间极柱(211)的周向宽度大于所述边侧极柱(212)的周向宽度；以及第一轴向定子(31)和第二轴向定子(41)，所述第一轴向定子(31)和所述第二轴向定子(41)套设于所述转轴(10)外，且所述第一轴向定子(31)和所述第二轴向定子(41)分别设置于所述轴承转子(1)的轴向两侧，且所述第一轴向定子(31)、所述第二轴向定子(41)与所述轴承转子(1)之间围合形成容纳空间，所述径向定子(21)位于所述容纳空间内；所述第一轴向定子组件及第二轴向定子组件分别与所述轴承转子(1)以及径向定子(21)组件之间形成轴向磁路(001)以实现对所述轴承转子(1)的轴向位置的调整，所述径向定子(21)组件与所述轴承转子(1)之间形成径向磁路(002)以实现对所述轴承转子(1)的径向位置的调整。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，所述磁悬浮主动式三自由度轴承还包括轴向绕组(51)；所述轴向绕组(51)设置于所述第一轴向定子(31)和所述第二轴向定子(41)之间；所述轴向绕组(51)围绕所述转轴(10)的周向绕设。3.根据权利要求1至2中任一项所述的磁悬浮主动式三自由度轴承，其特征在于，每个所述极柱上皆绕设有径向线圈(52)，两个所述边侧极柱(212)绕设的所述径向线圈(52)串联，两个所述中间极柱(211)绕设的所述径向线圈(52)串联。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，所述第一轴向定子组件包括第一轴向定子(31)，所述第一轴向定子(31)具有第一内磁环(311)以及第一外磁环(312)，所述轴向绕组(51)处于所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张超，龚高，陈艳霞，董如昊，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。