一种用于垂直轴盘式电机的磁悬浮支撑结构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于垂直轴盘式电机的磁悬浮支撑结构。该磁悬浮支撑装置包括至少两个磁悬浮部件，其中，第一磁悬浮部件由环形的上、下永磁体组件组成，上永磁体组件安装于转子上端盖下面，下永磁体组件安装于定子上面，上、下永磁组件磁化方向相反，相互推斥，形成推力；第二磁悬浮支撑部件由上、下永磁体组件组成，上永磁体组件安装于转子下端盖上面，下永磁体组件安装于定子下面，上、下永磁组件磁化方向相反，相互推斥，形成推力。

Magnetic suspension support structure for vertical shaft disc type motor

The invention discloses a magnetic suspension support structure for a vertical shaft disc type motor. The magnetic suspension support device comprises at least two magnetic components, wherein the first magnetic component is composed of an annular upper and lower permanent magnet components, permanent magnet components installed on the upper end of the rotor under the hood, the permanent magnet assembly is installed above the stator, and a permanent magnetic component of magnetization in the opposite direction, mutual repulsion, the formation of thrust; second the magnetic support member is composed of upper and lower permanent magnet components, permanent magnet component is arranged on the lower end of the rotor head, under the permanent magnet assembly is mounted on the stator below, and permanent magnet magnetization component in the opposite direction, mutual repulsion, the formation of thrust.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于垂直轴盘式电机的磁悬浮支撑结构，同时也涉及采用该磁悬 浮支撑结构的垂直轴盘式电机，属于电机

技术介绍
盘式电机是一种应用广泛的电机，如电动自行车电动机，无齿轮曳引电动机，风力 发电机等。在应用中，盘式电机的旋转轴经常被垂直放置，称为垂直轴(立式)盘式电机。盘式电机的转子部分的重量，需要通过推力轴承克服重力来进行支撑。当电机转 子的重量较大时，通过推力轴承来进行支撑会使得摩擦力较大，摩擦制动扭矩增大，轴承的 使用寿命降低。另一方面，盘式电机扁平化后，定子的厚度很薄，导致当圆盘很大时，外侧在 重力的作用下向下弯曲，使得定转子之间的机械气隙较大，进而使得电机的效率降低。这 样，阻碍了盘式电机的大型化的发展。为了解决这一问题，人们提出了利用磁斥力实现支 撑，消除了机械摩擦力。例如在专利号为ZL 200820126507. 1的中国技术专利中，公 开了一种用于垂直轴风力发电机的磁悬浮装置，其中发电机转子主轴设置在支座内，主轴 底部设置上磁体，支座上与主轴底部围成的空腔内设置下磁体，下磁体设置在上磁体下方 并与上磁体同极性相对设置。由于磁悬浮装置设置在发电机主轴底部，所以上磁体以及上 磁体上方的发电机主轴受到由于同极磁铁相斥所产生的相上的磁场力，部分抵消了轴承上 所受压力，使发电机的转动阻力矩减小，发电效率得到提高、风轮的启动风速降低，同时也 会延长轴承的使用寿命。另外，在专利号为ZL 200820024546.0的中国技术专利中，公开了一种磁悬 浮自调桨距垂直轴风力发电机。它包括磁悬浮风力发电机，磁悬浮风力发电机的发电机轴 与叶轮的叶轮轴一体制成，发电机轴穿入电机壳体内，在发电机轴上安装发电机转子，与之 对应的电机壳体上设有发电机定子，同时在发电机轴上和电机壳体内还安装轴向磁悬浮装 置和径向磁悬浮装置，进行磁悬浮定位。轴向磁悬浮装置包括设置在电机壳体内部顶端的 固定盘，固定盘与发电机轴固联，在固定盘上设有至少一个环形的轴向上磁体，与之对应的 电机壳体上设有相应的轴向下磁铁。径向磁悬浮装置包括设置在发电机轴上的至少一个径 向内磁铁，与之对应的电机壳体上设有相应的径向外磁体。
技术实现思路
本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种用于垂直轴盘式电机的磁悬浮支 撑结构。本专利技术还要解决的另外一个技术问题在于提供一种采用上述磁悬浮支撑结构的垂直轴盘式电机。为实现上述专利技术之目的，本专利技术采用下述的技术方案。一种用于垂直轴盘式电机的磁悬浮支撑结构，其特征在于所述磁悬浮支撑结构至少包括两个磁悬浮支撑部件，其中第一磁悬浮部件由环形的第 一上永磁体组件、第一下永磁体组件组成，第一上永磁体组件安装于转子上端盖下侧，第一 下永磁体组件安装于定子内侧上面，第一上永磁组件和第一下永磁组件磁化方向相反，相 互推斥，形成推力；第二磁悬浮支撑组件由环形第二上永磁体组件和第二下永磁体组件组 成，第二上永磁体组件安装于转子下端盖外侧上面，第二下永磁体组件安装于定子外侧下 面，第二上永磁组件和第二下永磁组件磁化方向相反，相互推斥，形成推力。所述上、下永磁体组件均由轭铁和永磁体组成，沿径向由一块以上永磁体按照极 性交错排列布置于环形轭铁上面或者下面，形成沿径向永磁体极性交错排列的永磁体多层 环。所述上、下永磁磁组件分别安装于定、转子侧，上、下永磁体上下对齐，磁化方向相 反，形成斥力。 所述的永磁体多层环的每层永磁体环沿周向由一块以上的永磁体按照相同的极 性排列，附接到环形轭铁。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，在附图中，对同样 的部件给出了相同的附图标记。图1为采用根据本专利技术的一个实施例的磁悬浮支撑结构的垂直轴盘式电机的剖 视图2为本专利技术中的磁悬浮支撑部件的径向剖视图3至图9是根据本专利技术的另外几种实施方式的磁悬浮支撑结构的垂直轴盘式电机的 剖视图10是采用根据本专利技术的一个实施例的磁悬浮支撑结构的垂直轴盘式电机的剖视图11是采用根据本专利技术的又一个实施例的磁悬浮支撑结构的垂直轴盘式电机的剖视图。具体实施例方式本专利技术所述的垂直轴盘式电机，可以是无铁心的盘式外转子永磁发电机。如图1 所示，该发电机主要由转轴1，定子2，转子上端盖3，转子下端盖4，第一磁悬浮部件5，第二 磁悬浮部件6，上轴承7，下轴承8，轭铁9，永磁体10构成。在转子上端盖的下面安装有轭 铁9和永磁体10，在转子下端盖的上面安装有轭铁9和永磁体10。上、下端盖上的永磁体 为轴向励磁，沿圆周极性交错排列，上、下端盖相对的永磁体，磁化方向相同，相互吸引。定 子2内固定有沿圆周方向分布的电枢线圈，该电枢线圈绕制的轴线也为垂直轴线。磁路通过上端 盖轭铁、上端盖永磁体、上端盖与定子之间气隙、定子、下端盖与定子之间气隙、下端 盖永磁体、下端盖轭铁形成闭合磁路。转子转动后，电枢线圈包围的磁通发生交变，电枢线 圈产生电动势，再连接外电路后即可向外输出电能。图1所示的无铁心的盘式外转子永磁发电机只是垂直轴盘式电机的一种实现形 式。实际上，该垂直轴盘式电机即可以作发电机运行，也可以作电动机运行；其定子、转子 结构可以是有铁心有齿槽的径向磁路结构；其励磁形式可以是永磁的，也可以是电励磁的； 其定子、转子也是相对的，其结构可以是外部端盖为定子、内部线圈为转子。类似的实现形 式还有很多，在此就不一一赘述。现有技术中采用的磁悬浮结构大多是满足小型，轻型垂直轴电机的支撑需要，因 此磁悬浮结构一般采用单环支撑，产生的推力较小，而对于大型垂直轴电机的推力支撑而 言，需要结合该种电机的结构特点，采用多环支撑方式，由两个以上(包括两个)的磁悬浮部 件共同实现磁悬浮推力支撑。本专利技术所述磁悬浮支撑结构包含至少两个磁悬浮支撑部件。其中第一磁悬浮部件 由环形的上、下永磁体组件5组成，上永磁体组件安装于转子上端盖3内侧下面，下永磁体 组件安装于定子2内侧上面，上、下永磁组件磁化方向相反，相互推斥，使上端盖、下端盖构 成的转子克服重力而悬浮；第二磁悬浮支撑组件由上、下永磁体组件6组成，上永磁体组件 安装于转子下端盖4外侧上面，下永磁体组件安装于定子2外侧下面，上、下永磁组件磁化 方向相反，相互推斥，形成推力，使定子外侧在此磁浮力的作用下克服重力而不向下弯曲。 这两个磁悬浮支撑部件使得整个转子的旋转部分工作克服重力的悬浮状态，上轴承7和轴 承8仅受到径向载荷，显著减小了旋转阻力矩。图2为图1中的磁悬浮支撑部件的径向剖视图。该剖视图由经过中心轴线的平面 所剖。该磁悬浮支撑部件由上永磁体组件、下永磁体组件组成，形成环状结构，上、下永磁体 组件之间是气隙。图中带箭头的实体为磁悬浮永磁体12，可由稀土永磁材料制成，如钕铁硼 永磁体。图中阴影部分为磁悬浮轭铁11，使得同一永磁体组件上相邻的永磁体的磁场通过 一侧轭铁构成磁阻较小磁路，增强磁场的磁感应强度，进而增强上、下永磁体组件之间的推 斥力。图2中只是表示了 2块永磁体交错排列布置的一种实现方式。实际上，上、下永磁体 组件由轭铁和永磁体组成，沿径向由一块以上永磁体按照极性交错排列布置于环形轭铁上 面或者下面，形成沿径向永磁体极性交错排列的永磁体多层环。上、下永磁磁组件分别安装 于定、转子侧，上、下永磁体上下对齐，磁化方向相反，形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种用于垂直轴盘式电机的磁悬浮支撑结构，其特征在于：所述磁悬浮支撑结构至少包括两个磁悬浮部件，其中第一磁悬浮部件由环形的第一上永磁体组件和环形的第一下永磁体组件组成，第一上永磁体组件安装于转子上端盖下面，第一下永磁体组件安装于定子上面，上、下永磁组件磁化方向相反，相互推斥，形成推力；第二磁悬浮支撑组件由环形的第二上永磁体组件和环形的第二下永磁体组件组成，第二上永磁体组件安装于转子下端盖上面，第二下永磁体组件安装于定子下面，第二上永磁体组件和第二下永磁组件磁化方向相反，相互推斥，形成推力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：蒋大龙，王建辉，
申请(专利权)人：国能风力发电有限公司，
类型：发明
国别省市：11