高温磁悬浮轴承励磁线圈结构及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种高温磁悬浮轴承励磁线圈结构及其生产方法，该励磁线圈结构包括两层以上的迷宫形励磁线圈，每层迷宫形励磁线圈均采用耐高温金属板材按照线圈走线方向一体加工而成，且相邻两层迷宫形线圈的走向相反，其中一层是顺时针迷宫形线圈，另外一层是逆时针迷宫形线圈；用内圈连接柱和外圈连接柱将相邻两层迷宫形线圈焊接在一起；在线圈的匝间和层间间隙中填充耐高温绝缘材料，构成匝间绝缘体和层间绝缘体，并用绝缘材料作为迷宫形线圈的内层绝缘体和外层绝缘体，最终将多层迷宫形线圈封装在一起。由于本发明专利技术所述的励磁线圈为一体加工的迷宫形结构，因此，采用本发明专利技术制造的励磁线圈，具有工作寿命长、耐高温、体积小、可靠性高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高温磁悬浮轴承励磁线圈结构，属于磁悬浮
本专利技术还涉及一种上述高温磁悬浮轴承励磁线圈结构的生产方法。
技术介绍
常温(200°C以下)磁悬浮轴承的励磁线圈，一般采用漆包线绕制而成。目前，高温 (200°C至650°C)磁悬浮轴承的励磁线圈也是采用这种工艺来制造，所不同的是采用耐高温的绝缘导线取代漆包线；耐高温的绝缘导线主要有陶瓷绝缘导线和玻璃丝纤维包扎的绝缘导线两种，前者的绝缘层是厚度只有5微米左右的一层绝缘陶瓷，后者的绝缘层是厚度为0. 2mm左右的玻璃丝纤维。国外主要用陶瓷绝缘导线，存在的问题是在绕制和使用的过程中，绝缘层容易损坏，而且要求比较大的拐弯半径，导致绕制的励磁线圈体积较大。国内尚不能生产陶瓷绝缘导线，目前主要是采用玻璃丝纤维包扎的绝缘导线，存在的问题是在绕制和使用的过程中，绝缘层也容易损坏，由于玻璃丝纤维厚度为0. 2mm左右，导致绕制的励磁线圈体积较大。此外，这两种导线的绝缘层在650°C高温下使用寿命只有2500小时左右，不能满足磁悬浮轴承在高温环境中长期稳定工作的要求；虽然有些绝缘导线在500°C 至1000°C的使用寿命远远超过了 2500小时，但由于这种导线采用了多层高温绝缘材料，绝缘层的厚度在Imm以上，绕制的励磁线圈体积太大而难以在磁悬浮轴承领域应用。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种尺寸小、工作寿命长、可靠性高的高温磁悬浮轴承励磁线圈结构。为实现以上的技术目的，本专利技术将采取以下的技术方案一种高温磁悬浮轴承励磁线圈结构，包括两层以上的迷宫形励磁线圈，每层迷宫形励磁线圈均采用耐高温金属板材按照线圈走线方向一体加工而成；所述迷宫形励磁线圈的两端分别对应开设有内接头孔和外接头孔，且相邻的两层迷宫形励磁线圈的线圈走线方向相异；各层迷宫形励磁线圈通过连接在相邻两层内接头孔之间的内圈连接柱、连接在相邻两层外接头孔之间的外圈连接柱串接成一体，且内圈连接柱和外圈连接柱间隔设置；所述迷宫形励磁线圈的线圈匝间设置有匝间绝缘体；迷宫形励磁线圈的层间设置有层间绝缘体， 且迷宫形励磁线圈的外表面设置有外层绝缘体，而迷宫形励磁线圈的内表面则设置有内层绝缘体。所述迷宫形励磁线圈为矩形迷宫形励磁线圈或者圆环形迷宫形励磁线圈。本专利技术的再一个技术目的是提供一种上述高温磁悬浮轴承励磁线圈结构的生产方法，包括以下步骤(1)迷宫形励磁线圈的生产——将耐高温金属板材按照逆时针的螺旋线圈走向或者顺时针的螺旋线圈走向分别对应地一体加工成逆时针迷宫形励磁线圈、顺时针迷宫形励磁线圈，且逆时针迷宫形励磁线圈、顺时针迷宫形励磁线圈的两端均分别对应开设有内接头孔和外接头孔；(2)迷宫形励磁线圈结构的组装——首先将步骤(1)获得的逆时针迷宫形励磁线圈和顺时针迷宫形励磁线圈按照需要的层数交替地叠放在一起，且各层迷宫形励磁线圈的内接头孔、外接头孔分别对应地同轴放置，接着交替地采用用于连接相邻两层迷宫形励磁线圈内接头孔的内圈连接柱、用于连接相邻两层迷宫形励磁线圈外接头孔的外圈连接柱将各层迷宫形励磁线圈串接成一体，以获得迷宫形励磁线圈半成品；然后在迷宫形励磁线圈半成品的各层迷宫形励磁线圈的线圈匝间、相邻两层迷宫形励磁线圈层间以及迷宫形励磁线圈半成品的内外表面填充耐高温绝缘材料，最后，将耐高温绝缘材料与迷宫形励磁线圈半成品固化，即可获得迷宫形励磁线圈结构。根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果本专利技术所述的励磁线圈为一体加工的迷宫形结构，因此，采用本专利技术制造的高温磁悬浮轴承励磁线圈，具有工作寿命长、耐高温、体积小、可靠性高等优点。附图说明图Ia为本专利技术迷宫形线圈和绝缘材料整体封装图；图Ib是图Ia中的A-A剖视图2为本专利技术的单层顺时针矩形迷宫形线圈，可用于径向磁悬浮轴承； 图3为本专利技术的单层逆时针矩形迷宫形线圈，可用于径向磁悬浮轴承； 图4为本专利技术的单层顺时针圆环形迷宫形线圈，可用于轴向磁悬浮轴承； 图5为本专利技术的单层逆时针圆环形迷宫形线圈，可用于轴向磁悬浮轴承； 图中的标号名称1-迷宫形线圈，2-匝间绝缘体，3-外接头孔，4-外层绝缘体，5-内接头孔，6-内层绝缘体，7-内圈连接柱，8-层间绝缘体，9-外圈连接柱，10-引出线。具体实施例方式附图非限制性地公开了本专利技术所涉及优选实施例的结构示意图。以下将结合附图详细地说明本专利技术的技术方案。如图la、图Ib至图5所示，本专利技术所述的高温磁悬浮轴承励磁线圈结构，包括两层以上的迷宫形励磁线圈，每层迷宫形励磁线圈均采用耐高温金属板材按照线圈走线方向一体加工而成，迷宫形励磁线圈的一体成型可以采取多种机械加工方式获得，比如电火花线切割、冲压、铸造等方式；所述迷宫形励磁线圈的两端分别对应开设有内接头孔和外接头孔，且相邻的两层迷宫形励磁线圈的线圈走线方向相异；各层迷宫形励磁线圈通过连接在相邻两层内接头孔之间的内圈连接柱、连接在相邻两层外接头孔之间的外圈连接柱串接成一体，且内圈连接柱和外圈连接柱间隔设置；所述迷宫形励磁线圈的线圈匝间设置有匝间绝缘体；迷宫形励磁线圈的层间设置有层间绝缘体，且迷宫形励磁线圈的外表面设置有外层绝缘体，而迷宫形励磁线圈的内表面则设置有内层绝缘体。因此，每一层迷宫形励磁线圈，分别有1个内接头孔和1个外接头孔；分别以内接头孔、外接头孔作为迷宫形线圈的起点与终点，从起点到终点，迷宫形励磁线圈有顺时针和逆时针两种走向，分别称为顺时针迷宫形励磁线圈与逆时针迷宫形励磁线圈。所述迷宫形励磁线圈为矩形迷宫形励磁线圈或者圆环形迷宫形励磁线圈。因此，本专利技术所述的励磁线圈结构包括多层(1至100层)迷宫形线圈、多个(1至 50个)内圈连接柱、多个(1至50个)外圈连接柱、内层绝缘体和外层绝缘体、多个(1至99个)层间绝缘体与匝间绝缘体。即对于3层的迷宫形线圈来说，本专利技术需要1个外圈连接柱、1个内圈连接柱即可完成各迷宫形励磁线圈之间的串接，多层迷宫形线圈的连接方式可以依此类推。对于最上层和最底层的迷宫形线圈，未进行串接的外接头孔、内接头孔均分别与引出线连接。其中每一层的迷宫形线圈是由多匝(1至100匝)用金属制成的螺旋状的线圈组成，在相邻的匝与匝之间用匝间绝缘体来保证每匝线圈之间的绝缘。其中一层是顺时针迷宫形线圈，另外一层是逆时针迷宫形线圈，在相邻的两层迷宫形线圈之间用层间绝缘体来保证层与层之间的绝缘，将内圈连接柱分别与相邻两层迷宫形线圈的内接头孔焊接在一起，将外圈连接柱分别与相邻两层迷宫形线圈的外接头孔焊接在一起，用这种方法可以将多层(1至100层)迷宫形线圈相互连接在一起。上述层间绝缘体、匝间绝缘体、内层绝缘体和外层绝缘体可用高温陶瓷绝缘材料， 并与多层(1至100层)迷宫形线圈固化在一起。本专利技术的再一个技术目的是提供一种上述高温磁悬浮轴承励磁线圈结构的生产方法，包括以下步骤(1)迷宫形励磁线圈的生产一将耐高温金属板材，例如银、镍等按照逆时针的螺旋线圈走向或者顺时针的螺旋线圈走向分别对应地一体加工成逆时针迷宫形励磁线圈、顺时针迷宫形励磁线圈，且逆时针迷宫形励磁线圈、顺时针迷宫形励磁线圈的两端均分别对应开设有内接头孔和外接头孔；其中，图2-图3所示的为矩形迷宫形励磁线圈， 适用于制造高温径向磁悬浮轴承的励磁线圈结构，图4-图5所示的为圆环形迷宫形励磁线圈，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高温磁悬浮轴承励磁线圈结构，其特征在于，包括两层以上的迷宫形励磁线圈，每层迷宫形励磁线圈均采用耐高温金属板材按照线圈走线方向一体加工而成；所述迷宫形励磁线圈的两端分别对应开设有内接头孔和外接头孔，且相邻的两层迷宫形励磁线圈的线圈走线方向相异；各层迷宫形励磁线圈通过连接在相邻两层内接头孔之间的内圈连接柱、连接在相邻两层外接头孔之间的外圈连接柱串接成一体，且内圈连接柱和外圈连接柱间隔设置；所述迷宫形励磁线圈的线圈匝间设置有匝间绝缘体；迷宫形励磁线圈的层间设置有层间绝缘体，且迷宫形励磁线圈的外表面设置有外层绝缘体，而迷宫形励磁线圈的内表面则设置有内层绝缘体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐龙祥，纪历，鲁旭东，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：84