磁悬浮混合式三自由度轴承、空压机制造技术

本实用新型专利技术提供一种磁悬浮混合式三自由度轴承、空压机，其中的轴承，包括径向磁轴承组件以及轴向磁轴承组件，径向磁轴承组件与轴向磁轴承组件之间夹持有能够提供偏置磁场的永磁体，轴向磁轴承组件包括第一轴向定子铁芯与第二轴向定子铁芯，第一轴向定子铁芯具有第一磁环，第一磁环的径向厚度为la，第二轴向定子铁芯具有第二磁环，第二磁环的径向厚度为le，la＜le。本实用新型专利技术通过将轴向出力较小侧的径向厚度增加，从而提高了第二轴向定子铁芯的轴向出力，使第一轴向定子铁芯与第二轴向定子铁芯的结构非对称，实现在不增加轴承整体体积的情况下进行轴向力平衡设计，满足轴向负载需求，进而利于提升转子动力学特性。进而利于提升转子动力学特性。进而利于提升转子动力学特性。

【技术实现步骤摘要】
磁悬浮混合式三自由度轴承、空压机


[0001]本技术属于磁悬浮轴承
，具体涉及一种磁悬浮混合式三自由度轴承、空压机。

技术介绍

[0002]工业空压机转速较高，气动部件尺寸大，为保证转子处于刚体状态稳定运行，应尽可能减小转子长度。基于前述目的，现有技术中出现了磁悬浮混合式三自由度轴承，其将轴向磁轴承与径向磁轴承集成为一体，以能够实现对转子的轴向与径向位置的调整。具体例如专利公开号为CN108869545A技术专利申请，其具有径向磁轴承组件以及连接于其一端的轴向磁轴承，两个磁轴承之间夹设有永磁体，永磁体为径向磁轴承组件及轴向磁轴承组件提供偏置磁场，而由于永磁体处于轴向磁轴承组件具有的轴向定子的一侧，具体的如该专利申请中，其永磁体设置于轴向定子中右轴向定子的一侧，此时流经右轴向定子的偏置磁场的流通路径长度短于左轴向定子的偏置磁场的流通路径长度，同时左轴向定子与右轴向定子的结构左右对称，由于电磁特性左右不对称，因此，最终导致轴向磁轴承的左轴向定子与右轴向定子的轴向力出力不相等，为保证出力小的方向也可满足轴向负载需求，目前通常的解决方式是增大轴承整体尺寸，这增大了磁轴承体积，不利于转子动力学特性。

技术实现思路

[0003]因此，本技术提供一种磁悬浮混合式三自由度轴承、空压机，能够解决现有技术中磁悬浮混合式三自由度轴承中左右轴向定子结构对称但永磁偏置磁路流通路径长度不相等，导致左右轴向定子轴向出力不相等，而为了保证出力小的方向也可满足轴向负载需求，导致磁轴承体积增大，不利于转子动力学特性的技术问题。
>[0004]为了解决上述问题，本技术提供一种磁悬浮混合式三自由度轴承，包括径向磁轴承组件以及处于所述径向磁轴承组件一端的轴向磁轴承组件，所述径向磁轴承组件与所述轴向磁轴承组件之间夹持有能够提供偏置磁场的永磁体，所述轴向磁轴承组件包括第一轴向定子铁芯与第二轴向定子铁芯，其中，所述第二轴向定子铁芯处于所述永磁体与所述第一轴向定子铁芯之间，所述第一轴向定子铁芯具有第一磁环，所述第一磁环的径向厚度为la，所述第二轴向定子铁芯具有第二磁环，所述第二磁环的径向厚度为le，la＜le。
[0005]在一些实施方式中，0.8≤la/le＜1。
[0006]在一些实施方式中，所述第一轴向定子铁芯包括第一定子主体，所述第一定子主体的轴向厚度为lb，所述第二轴向定子铁芯包括第二定子主体，所述第二定子主体的轴向厚度为ld，lb＜ld。
[0007]在一些实施方式中，0.7≤lb/ld≤0.95。
[0008]在一些实施方式中，所述轴向磁轴承组件还包括处于所述第一轴向定子铁芯与所述第二轴向定子铁芯之间的推力盘，所述推力盘的轴向厚度为lp，lp＞la、lp＞le。
[0009]在一些实施方式中，lp≤la+le。
[0010]在一些实施方式中，lp/(la+le)≥0.7。
[0011]在一些实施方式中，所述径向磁轴承组件包括径向定子铁芯，所述径向定子铁芯的轴向厚度为lr，lr＞lp。
[0012]在一些实施方式中，lr≤2lp。
[0013]在一些实施方式中，1＜lr/lp≤1.8。
[0014]本技术还提供一种空压机，包括上述的磁悬浮混合式三自由度轴承。
[0015]在一些实施方式中，空压机还包括驱动电机，所述驱动电机包括驱动电机绕组，所述驱动电机绕组处于所述径向磁轴承组件远离所述轴向磁轴承组件的一端，且所述径向磁轴承组件具有的径向定子铁芯为叠片结构。
[0016]在一些实施方式中，空压机还包括空压机转轴，所述空压机转轴上套装有叶轮，所述叶轮运转过程中施加于所述空压机转轴的轴向气动负载的方向为由所述轴向磁轴承组件朝向所述径向磁轴承组件的一侧。
[0017]本技术提供的一种磁悬浮混合式三自由度轴承、空压机，通过将轴向出力较小侧的径向厚度也即第二磁环的径向厚度增加，从而提高了第二轴向定子铁芯的轴向出力，使第一轴向定子铁芯与第二轴向定子铁芯的结构非对称，实现在不增加轴承整体体积的情况下进行轴向力平衡设计，满足轴向负载需求，进而利于提升转子动力学特性。
附图说明
[0018]图1为本技术实施例的磁悬浮混合式三自由度轴承的内部结构示意图(轴向断面)；
[0019]图2为图1的左侧视图；
[0020]图3为本技术实施例的磁悬浮混合式三自由度轴承的永磁偏置磁路、径向控制磁路以及轴向控制磁路的示意图。
[0021]附图标记表示为：
[0022]1、径向磁轴承组件；11、径向定子铁芯；12、径向控制绕组；13、安装环；14、径向转子铁芯；2、轴向磁轴承组件；211、第一磁环；212、第一定子主体；221、第二磁环；222、第二定子主体；23、推力盘；24、轴向控制绕组；25、中间导磁环；3、永磁体；4、套环；100、空压机转轴。
具体实施方式
[0023]结合参见图1至图3所示，提供一种磁悬浮混合式三自由度轴承，包括径向磁轴承组件1以及处于径向磁轴承组件1一端的轴向磁轴承组件2，径向磁轴承组件1与轴向磁轴承组件2之间夹持有能够提供偏置磁场的永磁体3，该永磁体3采用轴向充磁(也即图1方位的水平方向)，永磁体3为整环形或覆盖超过圆周方向300
°
的分块扇形磁钢组，轴向磁轴承组件2包括轴向定子铁芯，轴向定子铁芯包括第一轴向定子铁芯(也即图1所示方位下的左轴向定子铁芯)、第二轴向定子铁芯(也即图1所示方位下的右轴向定子铁芯)以及处于两者之间的中间导磁环25，其中，第二轴向定子铁芯处于永磁体3与第一轴向定子铁芯之间，第一轴向定子铁芯具有第一轴向定子铁芯包括第一定子主体212以及其上的第一磁环211，第一磁环211的径向厚度为la，第二轴向定子铁芯具有第二定子主体222以及其上的第二磁环
221，第二磁环221的径向厚度为le，la＜le。该技术方案中，通过将轴向出力较小侧的径向厚度也即第二磁环221的径向厚度增加，从而提高了第二轴向定子铁芯的轴向出力，使第一轴向定子铁芯与第二轴向定子铁芯的结构非对称，实现在不增加轴承整体体积的情况下进行轴向力平衡设计，满足轴向负载需求，进而利于提升转子动力学特性。
[0024]参见图1所示，轴向磁轴承组件2还包括处于第一轴向定子铁芯与第二轴向定子铁芯之间的推力盘23，第一轴向定子铁芯与推力盘23之间形成轴向间隙一，第二轴向定子铁芯与推力盘23之间形成轴向间隙二。
[0025]进一步参见图1所示，径向定子铁芯11的外圆周侧套装有安装环13，永磁体3被夹持于该安装环13的端面与第二定子主体222之间，在一个具体的实施例中，该安装环13朝向第二定子主体222的端面上构造有相应的安装槽，能够对永磁体3形成可靠定位。
[0026]径向磁轴承组件1还包括径向转子铁芯14，其套装于转轴(具体例如为空压机转轴100)上，其也可以为与转轴一体成型的结构，优先的其为叠片结构。转轴上还具有套环4，套环4优选为实心结构，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮混合式三自由度轴承，包括径向磁轴承组件(1)以及处于所述径向磁轴承组件(1)一端的轴向磁轴承组件(2)，所述径向磁轴承组件(1)与所述轴向磁轴承组件(2)之间夹持有能够提供偏置磁场的永磁体(3)，其特征在于，所述轴向磁轴承组件(2)包括第一轴向定子铁芯与第二轴向定子铁芯，其中，所述第二轴向定子铁芯处于所述永磁体(3)与所述第一轴向定子铁芯之间，所述第一轴向定子铁芯具有第一磁环(211)，所述第一磁环(211)的径向厚度为la，所述第二轴向定子铁芯具有第二磁环(221)，所述第二磁环(221)的径向厚度为le，la＜le。2.根据权利要求1所述的磁悬浮混合式三自由度轴承，其特征在于，0.8≤la/le＜1。3.根据权利要求1或2所述的磁悬浮混合式三自由度轴承，其特征在于，所述第一轴向定子铁芯包括第一定子主体(212)，所述第一定子主体(212)的轴向厚度为lb，所述第二轴向定子铁芯包括第二定子主体(222)，所述第二定子主体(222)的轴向厚度为ld，lb＜ld。4.根据权利要求3所述的磁悬浮混合式三自由度轴承，其特征在于，0.7≤lb/ld≤0.95。5.根据权利要求1所述的磁悬浮混合式三自由度轴承，其特征在于，所述轴向磁轴承组件(2)还包括处于所述第一轴向定子铁芯与所述第二轴向定子铁芯之间的推力盘(23)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李欣，龚高，王建辉，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：