【技术实现步骤摘要】
本申请涉及磁悬浮轴承，特别涉及一种空压机用径轴一体五自由度磁轴承。还涉及一种空压机及其电机。
技术介绍
1、传统工业电机采用机械轴承支承，受机械轴承摩擦和转子振动制约，仅能低转速运行，功率密度小、效率低。在高压鼓风机、空气压缩机、真空泵等工业应用中，需采用多极增速机构，导致系统庞大、能耗高、可靠性差、噪声污染和油污染严重。磁轴承支承的高速电机消除了摩擦磨损，无需润滑，转速高达数万转/分，具有功率密度大、体积小、重量轻、响应快等优点，可作为直驱动力源与高速机械设备连接，能有效提高系统效率，节能效果显著，是未来高速旋转动力机械发展的理想支承部件。
2、目前主动磁轴承按偏置磁通的产生方式可分为永磁偏置磁轴承和纯电磁磁轴承，前者利用永磁体提供偏置磁场，通过与控制电流产出的控制磁场正反向叠加，实现转子的无接触悬浮支承，可大大减小磁轴承定子绕组电流，但控制系统较为复杂，控制精度较低；后者通过偏置电流产生偏置磁场与控制电流产生的控制磁场正反向叠加，实现转子的无接触悬浮支承，同时可通过磁轴承结构设计实现磁路与磁力的解耦，提高轴承控制精度，广泛应用于磁悬浮鼓风机、磁悬浮空气压缩机、磁悬浮储能飞轮、磁悬浮透平真空泵等等高速运动场合。但现有纯电磁磁轴承结构与功能较为单一，仅能实现径向平动控制和平动控制，需组合使用，但导致磁轴承系统复杂，系统可靠性降低。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种空压机用径轴一体五自由度磁轴承，通过共用定子铁心，将轴向磁轴承与径向磁轴承集成在一体，实现了径轴向磁
2、为实现上述目的，本申请提供一种空压机用径轴一体五自由度磁轴承，包括转子系统和定子系统，所述转子系统包括转子，所述定子系统包括：
3、左定子铁心，位于所述转子轴向左端的径向外侧，所述左定子铁心设置有轴向磁极和径向磁极，所述轴向磁极于x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°，所述径向磁极于x轴和y轴正交正负方向逆时针偏转22.5°；
4、+x轴左轴向绕组、-x轴左轴向绕组、+y轴左轴向绕组和-y轴左轴向绕组，分别绕制在所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极上；
5、+x轴左径向绕组、-x轴左径向绕组、+y轴左径向绕组和-y轴左径向绕组，分别绕制在所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向逆时针偏转22.5°的径向磁极上；
6、右定子铁心，位于所述转子轴向右端的径向外侧，所述右定子铁心设置有轴向磁极和径向磁极，所述轴向磁极于x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°，所述径向磁极于x轴和y轴正交正负方向逆时针偏转22.5°；
7、+x轴右轴向绕组、-x轴右轴向绕组、+y轴右轴向绕组和-y轴右轴向绕组，分别绕制在所述右定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极上；
8、+x轴右径向绕组、-x轴右径向绕组、+y轴右径向绕组和-y轴右径向绕组，分别绕制在所述右定子铁心x轴和y轴正交正负方向逆时针偏转22.5°的径向磁极上。
9、在一些实施例中，所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的右表面与所述转子的推力盘的左表面形成气隙；
10、所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向逆时针偏转22.5°的径向磁极的内表面与所述转子左侧的外表面形成气隙；
11、所述右定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的左表面与所述转子的推力盘的右表面形成气隙；
12、所述右定子铁心x轴和y轴正交正负方向逆时针偏转22.5°的径向磁极的内表面与所述转子右侧的外表面形成气隙。
13、在一些实施例中，所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的右表面与所述转子的推力盘的左表面形成的气隙大小均为0.5mm；和/或，
14、所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向逆时针偏转22.5°的径向磁极的内表面与所述转子左侧的外表面形成的气隙大小均为0.4mm；和/或，
15、所述右定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的左表面与所述转子的推力盘的右表面形成的气隙大小均为0.5mm；和/或，
16、所述右定子铁心x轴和y轴正交正负方向逆时针偏转22.5°的径向磁极的内表面与所述转子右侧的外表面形成的气隙大小均为0.4mm。
17、在一些实施例中，所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的右表面所在平面在轴向方向上高于所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向逆时针偏转22.5°的径向磁极的右表面所在平面；
18、所述右定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的左表面所在平面在轴向方向上高于所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向逆时针偏转22.5°的径向磁极的左表面所在平面。
19、在一些实施例中，所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的右表面所在平面比所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向逆时针偏转22.5°的径向磁极的右表面所在平面在轴向方向上高出5mm；和/或，
20、所述右定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的左表面所在平面比所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向逆时针偏转22.5°的径向磁极的左表面所在平面在轴向方向上高5mm。
21、在一些实施例中，所述转子、所述左定子铁心和所述右定子铁心为高饱和磁密的1j22棒材或电工纯铁dt4c材料。
22、在一些实施例中，所述+x轴左轴向绕组、所述-x轴左轴向绕组、所述+y轴左轴向绕组、所述-y轴左轴向绕组、所述+x轴右轴向绕组、所述-x轴右轴向绕组、所述+y轴右轴向绕组和所述-y轴右轴向绕组均为线径0.95mm的漆包线，其匝数均为200～250匝；
23、所述+x轴左径向绕组、所述-x轴左径向绕组、所述+y轴左径向绕组、所述-y轴左径向绕组、所述+x轴右径向绕组、所述-x轴右径向绕组、所述+y轴右径向绕组和所述-y轴右径向绕组均为线径0.2mm的漆包线且双股并绕，其匝数均为150～200匝。
24、在一些实施例中，所述+x轴左轴向绕组、所述-x轴左轴向绕组、所述+y轴左轴向绕组、所述-y轴左轴向绕组、所述+x轴左径向绕组、所述-x轴左径向绕组、所述+y轴左径向绕组和所述-y轴左径向绕组均与所述左定子铁心通过环氧树脂胶固化；
25、所述+x轴右轴向绕组、所述-x轴右轴向绕组、所述+y轴右轴向绕组和所述-y轴右轴向绕组、所述+x轴右径向绕组、所述-x轴右径向绕组、所述+y轴右径向绕组和所述-y轴右径向绕组均与所述右定子铁心通过环氧树脂胶固化。
26、本申请还提供了一种空压机电机，包括上述空压机用径轴一体五本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种空压机用径轴一体五自由度磁轴承，包括转子系统和定子系统，所述转子系统包括转子，其特征在于，所述定子系统包括：
2.根据权利要求1所述的空压机用径轴一体五自由度磁轴承，其特征在于，所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的右表面与所述转子的推力盘的左表面形成气隙；
3.根据权利要求2所述的空压机用径轴一体五自由度磁轴承，其特征在于，所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的右表面与所述转子的推力盘的左表面形成的气隙大小均为0.5mm；和/或，
4.根据权利要求1所述的空压机用径轴一体五自由度磁轴承，其特征在于，所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的右表面所在平面在轴向方向上高于所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向逆时针偏转22.5°的径向磁极的右表面所在平面；
5.根据权利要求4所述的空压机用径轴一体五自由度磁轴承，其特征在于，所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的右表面所在平面比所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向
6.根据权利要求1所述的空压机用径轴一体五自由度磁轴承，其特征在于，所述转子、所述左定子铁心和所述右定子铁心为高饱和磁密的1J22棒材或电工纯铁DT4C材料。
7.根据权利要求1所述的空压机用径轴一体五自由度磁轴承，其特征在于，所述+x轴左轴向绕组、所述-x轴左轴向绕组、所述+y轴左轴向绕组、所述-y轴左轴向绕组、所述+x轴右轴向绕组、所述-x轴右轴向绕组、所述+y轴右轴向绕组和所述-y轴右轴向绕组均为线径0.95mm的漆包线，其匝数均为200～250匝；
8.根据权利要求1所述的空压机用径轴一体五自由度磁轴承，其特征在于，所述+x轴左轴向绕组、所述-x轴左轴向绕组、所述+y轴左轴向绕组、所述-y轴左轴向绕组、所述+x轴左径向绕组、所述-x轴左径向绕组、所述+y轴左径向绕组和所述-y轴左径向绕组均与所述左定子铁心通过环氧树脂胶固化；
9.一种空压机电机，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的空压机用径轴一体五自由度磁轴承。
10.一种空压机，其特征在于，包括如权利要求9所述的空压机电机。
...【技术特征摘要】
1.一种空压机用径轴一体五自由度磁轴承，包括转子系统和定子系统，所述转子系统包括转子，其特征在于，所述定子系统包括：
2.根据权利要求1所述的空压机用径轴一体五自由度磁轴承，其特征在于，所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的右表面与所述转子的推力盘的左表面形成气隙；
3.根据权利要求2所述的空压机用径轴一体五自由度磁轴承，其特征在于，所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的右表面与所述转子的推力盘的左表面形成的气隙大小均为0.5mm；和/或，
4.根据权利要求1所述的空压机用径轴一体五自由度磁轴承，其特征在于，所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的右表面所在平面在轴向方向上高于所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向逆时针偏转22.5°的径向磁极的右表面所在平面；
5.根据权利要求4所述的空压机用径轴一体五自由度磁轴承，其特征在于，所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向顺时针偏转22.5°的轴向磁极的右表面所在平面比所述左定子铁心x轴和y轴正交正负方向逆时针偏转22.5°的径向...
【专利技术属性】
技术研发人员：李永胜，常付玉，赵明师，李致宇，何小宏，张海刚，
申请(专利权)人：山东天瑞重工有限公司，
类型：发明
国别省市：
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