磁悬浮轴承及磁悬浮高速电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种磁悬浮轴承及磁悬浮高速电机，磁悬浮高速电机的电机转子安装有磁悬浮轴承，磁悬浮轴承包括设置在轴承套内沿其周向间隔布置的两个以上电磁铁模块，电磁铁模块的铁芯包括磁轭和位于磁轭里侧并且间隔设置的偶数个磁极，磁极上套有线圈，偶数个线圈之间串联连接；分体式结构使电磁铁模块各自独立，工作时能有效降低串磁、漏磁现象，对电机转子的位置控制更精准；在磁悬浮轴承制造过程中，能大大提高铁芯原材料利用率，降低原材料成本，易在非封闭铁芯的磁极上绕制线圈，制造、装配方便；后续维修成本较低。后续维修成本较低。后续维修成本较低。

【技术实现步骤摘要】
磁悬浮轴承及磁悬浮高速电机


[0001]本技术涉及磁悬浮设备
，具体涉及一种磁悬浮轴承及采用该磁悬浮轴承的磁悬浮高速电机。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展和生产的需求，磁悬浮高速电机(磁悬浮高速电机通常是指转速超过10000r/min的电机)已成为国际电工领域研究的热点之一。由于磁悬浮高速电机具有能量密度高、结构尺寸小、效率高、无需润滑等优点，目前已经广泛应用于高速离心式鼓风机、微型燃气轮机、高速离心压缩机、真空泵、有机朗肯循环发电、高速加工中心、飞轮储能等工业领域，并且其应用范围仍在不断扩大，磁悬浮高速电机的市场需求也迎来了爆发式增长。
[0003]磁悬浮轴承作为磁悬浮高速电机的核心零部件，其产业化的程度直接决定磁悬浮高速电机的产业化程度。现有技术的磁悬浮轴承，其定子铁芯普遍采用一体式的圆环形结构，例如，公开号为CN112324802A、名称为“一种无位置传感器径向磁悬浮轴承”的中国专利技术专利申请，以及公开号为CN114135581A、名称为“一种磁悬浮轴承系统及其控制方法”的中国专利技术专利申请，其定子铁芯皆采用了常规的一体式圆环形结构。磁悬浮轴承采用一体式圆环形结构的定子铁芯至少存在以下问题：一方面，在磁悬浮轴承制造过程中，不方便在封闭式圆环形定子铁芯里侧的磁极上绕制线圈，安装难度大，制作工艺复杂，制造圆环形定子铁芯的材料利用率低；另一方面，在磁悬浮轴承工作过程中，相邻的电磁控制磁路之间容易产生串磁现象，导磁材质的定子铁芯外圈即磁悬浮轴承外圈，容易产生漏磁现象，造成能量损失，进而对磁悬浮高速电机的电机转子精准控制造成影响。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术所要解决的技术问题是：提供一种易于制造、装配的磁悬浮轴承，有效降低串磁、漏磁现象，提高电机转子控制精度。
[0005]基于一个总的技术构思，本技术所要解决的另一个技术问题是：提供一种磁悬浮高速电机，采用本技术的磁悬浮轴承，提高电机转子控制精度。
[0006]为解决上述关于磁悬浮轴承的技术问题，本技术的技术方案是：磁悬浮轴承，所述磁悬浮轴承包括：
[0007]轴承套；
[0008]电磁铁模块，在所述轴承套内沿其周向间隔布置有两个以上所述电磁铁模块，每一所述电磁铁模块包括铁芯和线圈，所述铁芯包括磁轭和位于所述磁轭里侧并且间隔设置的偶数个磁极，所述磁极上设置有所述线圈，偶数个所述线圈串联连接。
[0009]以下为对本技术磁悬浮轴承的多项进一步改进：
[0010]其中，所述电磁铁模块均布有四个，每一所述电磁铁模块的所述铁芯设置有两个磁极，或者四个磁极，或者六个磁极，或者八个磁极，或者十个磁极。
[0011]其中，所述电磁铁模块均布有两个，每一所述电磁铁模块的所述铁芯设置有四个磁极，或者六个磁极，或者八个磁极，或者十个磁极。
[0012]其中，所述磁轭的外侧面为与所述轴承套的内孔形状相适配的弧面。
[0013]其中，所述磁轭设置有磁轭通孔。
[0014]其中，所述轴承套的内孔为阶梯通孔，螺纹紧固件贯穿所述磁轭通孔，并与所述阶梯通孔的台阶部相连接。
[0015]其中，在所述轴承套的两端分别固定设置有环形压板，螺纹紧固件贯穿所述磁轭通孔，并与所述环形压板相连接。
[0016]为解决上述关于磁悬浮高速电机的技术问题，本技术的技术方案是：磁悬浮高速电机，所述磁悬浮高速电机包括电机转子，所述电机转子上设置有以上所述的磁悬浮轴承。
[0017]采用了上述技术方案后，本技术至少取得了如下有益效果：
[0018]由于本技术的磁悬浮轴承包括轴承套和设置在轴承套内沿其周向间隔布置的两个以上电磁铁模块，电磁铁模块包括铁芯和线圈，铁芯包括磁轭和位于磁轭里侧并且间隔设置的偶数个磁极，线圈设置在磁极上，偶数个线圈串联连接；与传统磁悬浮轴承采用封闭的一体式圆环形定子铁芯相比，本技术磁悬浮轴承的轴承套内电磁铁模块采用了分体式结构，电磁铁模块各自独立，工作过程中，相邻电磁控制磁路之间不宜产生串磁现象，电磁铁模块约束在轴承套内能有效降低漏磁，提高能量利用率，对电机转子的位置控制更精准；并且，电磁铁模块采用分体式结构，在磁悬浮轴承制造过程中，通过合理的排版，可以大大提高其铁芯原材料的利用率，降低原材料成本，易于在非封闭铁芯的磁极上绕制线圈，制造、装配方便；并且，采用分体式结构，使得后续维修更加具有针对性，无需整修整个磁悬浮轴承，也避免了因频繁组装拆卸造成的磁轴承损伤，降低了维修成本。
[0019]由于本技术的磁悬浮高速电机包括本技术的磁悬浮轴承，相应地，本技术的磁悬浮高速电机具有电机转子位置控制精准、不必频繁组装拆卸磁悬浮轴承、维修成本低的效果。
附图说明
[0020]图1是本技术实施例的磁悬浮轴承结构示意图；
[0021]图2是图1的主视示意图；
[0022]图3是图1中的电磁铁模块结构示意图；
[0023]图4是图3中的铁芯结构示意图；
[0024]图5是铁芯另一种结构示意图；
[0025]图6是图5中的铁芯应用示意图；
[0026]图7是铁芯再一种结构示意图；
[0027]图8是图7中的铁芯应用示意图；
[0028]图中：1、轴承套；11、台阶部；2、电磁铁模块；21、铁芯；211、磁轭；2111、磁轭通孔；212、磁极；22、线圈；221、线圈引线；23、电磁控制磁路；3、螺纹紧固件。
具体实施方式
[0029]需要说明的是，在本文描述中，除非另有规定或限定，术语“相连”、“连接”、“相连接”等应做广义理解，可以是两个元件之间的直接相连，还可以是通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0030]下面结合附图对本技术实施例做进一步详细的非限制性说明。
[0031]如图1至图4所示，本技术实施例的磁悬浮轴承包括：轴承套1和设置在轴承套1内沿其周向间隔布置的四个电磁铁模块2(即相邻的电磁铁模块2之间留有间隔距离)，四个电磁铁模块2用于分别对应控制着电机转子的X、
‑
X、Y、
‑
Y四个方向。每一电磁铁模块2包括铁芯21和设置在铁芯上的线圈22，其中，铁芯21包括磁轭211和位于磁轭211里侧并且间隔设置的偶数个磁极212(图中示意出了两个磁极的情形)，每一磁极212上套设有线圈22，并且偶数个线圈22之间串联连接，确保每一电磁铁模块2上所套设的线圈中的电流大小相同。线圈22设置有线圈引线221，连接前需通过安培定则进行判断，确保电磁铁模块的两个磁极中一个是N极,另一个是S极。
[0032]其中，轴承套1优选采用非导磁材料制造，例如，无磁不锈钢等。电磁铁模块2约束在轴承套1内，工作时能有效降低漏磁，提高能量利用率，进而提高对电机转子位置的控制精度。
[0033]其中，铁芯21优化设计为由若干片大小、形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.磁悬浮轴承，其特征在于，所述磁悬浮轴承包括：轴承套；电磁铁模块，在所述轴承套内沿其周向间隔布置有两个以上所述电磁铁模块，每一所述电磁铁模块包括铁芯和线圈，所述铁芯包括磁轭和位于所述磁轭里侧并且间隔设置的偶数个磁极，所述磁极上设置有所述线圈，偶数个所述线圈串联连接。2.如权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述电磁铁模块均布有四个，每一所述电磁铁模块的所述铁芯设置有两个磁极，或者四个磁极，或者六个磁极，或者八个磁极，或者十个磁极。3.如权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述电磁铁模块均布有两个，每一所述电磁铁模块的所述铁芯设置有四个磁极，或者六个磁极，或者八个磁极，或者...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立峰，刘国瑞，刘晓亮，张子健，赵以虎，
申请(专利权)人：鸿陆智能科技山东有限公司，
类型：新型
国别省市：