一种无轴磁悬浮式风机、设备及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种无轴磁悬浮式风机、设备及控制方法，其特征在于：包括筒架、径向磁力环、定子、永磁转子、第一轴向磁力环和第二轴向磁力环；所述永磁转子与所述筒架之间具有环形悬浮间隙；所述径向磁力环用于对所述永磁转子的周向产生径向磁力并使其磁悬浮在所述筒架内并保持同心，所述定子用于驱动所述永磁转子转动；所述第一轴向磁力环与所述永磁转子之间相互排斥并具有第一轴向悬浮间隙，该第二轴向磁力环与所述永磁转子之间相互排斥并具有第二轴向悬浮间隙；所述永磁转子中心设有风孔，所述风孔内壁上具有叶片。本发明专利技术通过永磁转子径向轴向磁悬浮运动而产生轴向风力，可实现无轴传动、无摩擦、低噪音、损耗小等优点。低噪音、损耗小等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种无轴磁悬浮式风机、设备及控制方法


[0001]本专利技术属于一种无轴磁悬浮式风机、设备及控制方法。

技术介绍

[0002]轴流风机，用途非常广泛，就是与风叶的轴同方向的气流，如电风扇，空调外机风扇等。而常规的轴流风机采用电机驱动，而该电机通过电机支架固定在风筒内，电机输出轴通过传动轴与扇叶同轴连接并驱动该扇叶在风筒内转动而产生轴向风(可参见CN113417873A、CN109611359 A)。由于现有采用有轴方式时由于该电机和传动轴在风筒(风道或风孔)内，存在既占据内部空间，减少了风量，也增加的风阻；
[0003]而另外，目前公开专号为的一种CN208203623U(飞行器用电驱扭矩自平衡无轴涵道风扇或无轴涵道桨叶)包括定子部件和转子部件，所述定子部件安装在涵道筒架上，所述转子部件通过轴承或导轨与涵道筒架连接；所述定子部件包括安装在涵道筒架内的电枢和固定在涵道筒架上的控制器，所述电枢与控制器以电连接，通过控制器控制可在通电时形成交替的磁场推动转子部件旋转；所述转子部件包括转轮架、永磁体、叶片，所述永磁体固定在转轮架外壁，所述叶片固定在转轮架内壁。工作时通过定子部件驱动转子部件转动，该转子部件内自带的叶片旋转运动而产生轴向风。其采用无轴方式而可克服上述有轴传动式轴流风机的缺点，但是其仍然存在以下不足并分析如下：
[0004]由于其转子部件是通过轴承或导轨与涵道筒架连接，因此在转动时有相互接触并产生有机械摩擦而能耗大、噪音大、需加润滑油、寿命过短等等自身缺陷；而无法满足工作时无摩擦、低能耗、无润滑、超静音、无磨损、寿命长等更高要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种无轴磁悬浮式风机，以解决有轴方式时存在风筒(风道或风孔)内被占据内部空间，风量小，阻力大的问题，同时也解决无轴方式时转子(或转子部件)与定子之间有机械摩擦而能耗大、噪音大、需加润滑油、寿命短等问题。
[0006]为了达到上述目的，本技术的方案为：一种无轴磁悬浮式风机，其特征在于：包括筒架、径向磁力环、定子、永磁转子、第一轴向磁力环和第二轴向磁力环；所述永磁转子位于所述筒架内，所述永磁转子与所述筒架之间具有环形悬浮间隙；所述径向磁力环和所述定子固定在所述筒架上，且所述径向磁力环用于对所述永磁转子的周向产生径向磁力并使其磁悬浮在所述筒架内并保持同心，所述定子用于驱动所述永磁转子转动；所述第一轴向磁力环和所述第二轴向磁力环固定在所述外壳上并分别位于所述永磁转子轴向两侧；所述第一轴向磁力环与所述永磁转子之间相互排斥并具有第一轴向悬浮间隙，该第二轴向磁力环与所述永磁转子之间相互排斥并具有第二轴向悬浮间隙；所述永磁转子中心设有风孔，所述风孔内壁上具有叶片或其他在旋转时可产生风的结构。
[0007]采用上述方案，在工作时，所述定子驱动所述永磁转子在筒架内转动，而该永磁转子内的叶片或其他在旋转时可产生风的结构是随同运动并在其所述风孔内产生轴向的风
力。
[0008]第一、由于在风孔内无现有技术中的电机支架、电机及传动轴等零件，该风孔内无轴方式工作，不会占据风道内的空间，因此可增加风量并降低风阻，可解决有轴方式时存在风筒(或风道或风孔)内被占据内部空间，风量小，阻力大的问题；
[0009]第二、由于该径向磁力环用于对所述永磁转子的周向产生径向磁力并使其磁悬浮在所述筒架内并保持同心，而所述永磁转子与所述筒架之间具有环形悬浮间隙，因此永磁转子径向悬浮时与筒架间隔且周向不接触，可实现在径向上周向间隔地磁悬浮并同心转动，相互无接触和无机械摩擦，可解决现有无轴方式时转子(或转子部件)与定子之间有机械摩擦而存在能耗大、配合状态受到冷热变化影响大、噪音大、需加润滑油、寿命短等问题；
[0010]第三、由于所述第一轴向磁力环与所述永磁转子之间相互排斥并具有第一轴向悬浮间隙，该第二轴向磁力环与所述永磁转子之间相互排斥并具有第二轴向悬浮间隙；该永磁转子轴向悬浮且双向排斥，因此永磁转子是不会与第一轴向磁力环和第二轴向磁力环轴向碰撞接触，可解决该永磁转子若轴向跳动碰撞而噪音大的问题。所述永磁转子轴向和径向上无接触和无机械摩擦而实现全悬浮无碰撞运动，可达到超低静音的效果。
[0011]而在产生轴向风力时由于所述永磁转子被轴向悬浮且在轴向双侧同时上无机械摩擦，因此可实现径向和轴向全悬浮，能满足无机械摩擦、低能耗、无润滑、无噪音、寿命长等更高要求。
[0012]优选地，所述第一轴向磁力环或/和所述第二轴向磁力环采用轴向磁力线圈；在工作时，当所述永磁转子转速发生变化时所述第一轴向磁力环或/和所述第二轴向磁力环所产生的轴向磁力也随之变化，以使第一轴向悬浮间隙和第二轴向悬浮间隙大小保持不变。由于该永磁转子内的叶片或其他在旋转时可产生风的结构转动而会产生轴向的后坐力，而通过该所述第一轴向磁力环或/和所述第二轴向磁力环采用轴向磁力线圈的轴向磁力变化，进而达到可抑制和抵消后坐力的目的。尤其解决当该永磁转子转速发生变化(特别是档位突变)时，该永磁转子轴向跳动会非常明显的问题。
[0013]优选地，所述叶片具有多个且沿周向均匀分布。
[0014]进一步地，各所述叶片尖端延伸到中心处并连为一体。
[0015]优选地，所述径向磁力环和所述定子均具有多个并沿所述筒架轴向间隔对应分布；所述第一轴向磁力环和所述第二轴向磁力环在所述筒架内交替分布。
[0016]优选地，所述筒架包括外罩筒和内衬筒；所述外罩筒内具有进风部、装配腔和出风部，该第一轴向磁力环和第二轴向磁力环分别卡限在所述装配腔内两端；所述内衬筒位于所述装配腔内并被夹在该第一轴向磁力环和第二轴向磁力环之间；所述径向磁力环和定子被夹在所述内衬筒外壁与所述外罩筒内壁之间；所述永磁转子包括第一环体，在该第一环体内嵌有永磁体；所述第一环体外侧壁与所述内衬筒内侧壁之间具有环形悬浮间隙；该内衬筒内侧壁设有限位环槽；所述第一环体外侧壁上设有配合环，该配合环插入限位环槽内且不接触。
[0017]优选地，所述外罩筒包括可相互对接固定的两个半外罩筒；所述内衬筒包括可相互套接的上衬筒和下衬筒；
[0018]所述上衬筒具有第一套体和第一外凸环，该第一外凸环设置在所述第一套体上端；所述下衬筒具有第二套体、第二外凸环和第二内凸环；该第二内凸环设置在所述第二套
体内中部，该第二外凸环设置在所述第二套体下端；该第二套体外套在该第一套体上，该第二套体上端面与第一外凸环下侧面相抵；该第一外凸环下侧面与第二外凸环上侧面之间形成外卡环槽；所述径向磁力环和定子被夹紧在外卡环槽内且不能轴向位移；该第一套体下端面与第二内凸环上侧面之间形成所述限位环槽。
[0019]本专利技术还公开了一种设备，其具有上述技术方案中任一项所述的一种无轴磁悬浮式风机。
[0020]优选地，所述设备可为风扇、飞行器、吸尘器、无人机、空调或扫地机器人、吹风机、排气扇、油烟机、空气净化器、水下静音螺旋桨、笔记本散热风扇、手机散热风扇或者台式电脑散热风扇中任一种。
[0021]本专利技术还公开了一种控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无轴磁悬浮式风机，其特征在于：包括筒架(1)、径向磁力环(2)、定子(3)、永磁转子(4)、第一轴向磁力环(5)和第二轴向磁力环(6)；所述永磁转子(4)位于所述筒架(1)内，所述永磁转子(4)与所述筒架(1)之间具有环形悬浮间隙(K)；所述径向磁力环(2)和所述定子(3)固定在所述筒架(1)上，且所述径向磁力环(2)用于对所述永磁转子(4)的周向产生径向磁力并使其磁悬浮在所述筒架(1)内并保持同心，所述定子(3)用于驱动所述永磁转子(4)转动；所述第一轴向磁力环(5)和所述第二轴向磁力环(6)固定在所述外壳(1)上并分别位于所述永磁转子(4)轴向两侧；所述第一轴向磁力环(5)与所述永磁转子(4)之间相互排斥并具有第一轴向悬浮间隙(M
‑
1)，该第二轴向磁力环(6)与所述永磁转子(4)之间相互排斥并具有第二轴向悬浮间隙(M
‑
2)；所述永磁转子(4)中心设有风孔(4
‑
1)，所述风孔(4
‑
1)内壁上具有叶片(4
‑
2)或其他在旋转时可产生风的结构。2.如权利要求1所述的一种无轴磁悬浮式风机，其特征在于：所述第一轴向磁力环(5)或/和所述第二轴向磁力环(6)采用轴向磁力线圈；在工作时，当所述永磁转子(4)转速发生变化时所述第一轴向磁力环(5)或/和所述第二轴向磁力环(6)所产生的轴向磁力也随之变化，以使第一轴向悬浮间隙(M
‑
1)和第二轴向悬浮间隙(M
‑
2)大小保持不变。3.如权利要求1所述的一种无轴磁悬浮式风机，所述叶片(4
‑
2)具有多个且沿周向均匀分布。4.如权利要求3所述的一种无轴磁悬浮式风机，其特征在于：各所述叶片(4
‑
2)尖端延伸到中心处并连为一体。5.如权利要求1
‑
4中任一项所述的一种无轴磁悬浮式风机，其特征在于：所述径向磁力环(2)和所述定子(3)均具有多个并沿所述筒架(1)轴向间隔对应分布；所述第一轴向磁力环(5)和所述第二轴向磁力环(6)在所述筒架(1)内交替分布。6.如权利要求1
‑
4中任一项所述的一种无轴磁悬浮式风机，其特征在于：所述筒架(1)包括外罩筒(1
‑
1)和内衬筒(1
‑
2)；所述外罩筒(1
‑
1)内具有进风部(1
‑
11)、装配腔(1
‑
12)和出风部(1
‑
13)，该第一轴向磁力环(5)和第二轴向磁力环(6)分别卡限在所述装配腔(1
‑
12)内两端；所述内衬筒(1
‑
2)位于所述装配腔(1
‑
12)内并被夹在该第一轴向磁力环(5)和第二轴向磁力环(6)之间；所述径向磁力环(2)和定子(3)被夹在所述内衬筒(1
‑
2)外壁与所述外罩筒(1
‑
1)内壁之间；所述永磁转子(4)包括第一环体(400)，在该第一环体(400)内嵌有永磁体(401)；所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈钢，伍芳芳，陈雨，黄波，
申请(专利权)人：重庆玛仕赫机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：