一种磁浮轴承电力驱动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种磁浮轴承电力驱动装置，包括一电机和具有磁浮轴承绕组的磁浮轴承电机，以及一磁浮轴承系统，该磁浮轴承系统位于该磁浮轴承电机的定子或转子中控制该磁浮轴承电机，用以产生转矩和悬浮力，该磁浮轴承系统安装于该定子或转子的单圈或多圈的线圈绕组上，该线圈绕组中至少一组线圈由产生绕组磁极的集中绕组构成。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种磁浮轴承电力驱动装置
本技术涉及一种机械零部件
，尤其涉及一种磁浮轴承电力驱动装置。
技术介绍
磁浮轴承技术展现了电机应用领域以及对转动区域的速度有极高要求的设备的结构，寿命，驱动系统的纯度以及密封气密性——这样在应用领域方面基本上不能或难以实现使用常规轴承技术。各种实施例，例如高速铣削和磨削主轴、涡轮压缩机、真空泵或用于化学或高纯度医疗产品的泵都已装置了磁浮轴承。此外，常规的磁浮轴承电机(如图1中所示)需要电机单元1、两个径向磁浮轴承2和3、一个径向磁浮轴承4、两个机械拦截轴承5和6以及共十三个电源控制器7，8，9和10来进行运动和磁浮轴承回路励磁。现有技术中，在文献里有建议(如图2中所示)表示将电机和磁浮轴承集成在一个磁性定子单元。用来转矩和悬浮力绕组的两个单独绕组系统11和12复合分层地嵌进定子的凹槽中。这两个绕组系统是三圈回路的并在极对数的数量上是不同的。线圈分布在多个凹槽中。图2显示了:四芯电机绕组11 (外部):第一个回路13，第二个回路14，第三个回路15;两芯悬浮绕组12 (内部):第一个回路16，第二个回路17，第三个回路18。从转子指向定子方向的箭头(无参考符号)或是由定子指向转子方向的箭头代表了四个磁性转子的磁化强度方向(例径向磁化)。在不需要刚性轴转子指导的应用中，例如在通风机、风扇、泵或混合器中，轴向磁浮轴承和第二径向磁浮轴承可从集成的电机磁浮轴承实施例中删掉。这样操作的条件是转子的圆盘形实施例长度尺寸(图3(a)、图3(b))要小于转子直径。这样在轴向和旋转方向上的转子被动稳定可以通过定子39和转子40之间的磁性牵引41得以实现。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本实施新型提供一种简化电机和磁浮轴承单元的机械结构，并考虑到对此适合的电子励磁的磁浮轴承电力驱动装置。为了实现上述技术目的，本技术公开一种磁浮轴承电力驱动装置，包括一电机和具有磁浮轴承绕组的磁浮轴承电机，以及一磁浮轴承系统，该磁浮轴承系统位于该磁浮轴承电机的定子或转子中控制该磁浮轴承电机，用以产生转矩和悬浮力，该磁浮轴承系统安装于该定子或转子 的单圈或多圈的线圈绕组上，该线圈绕组中至少一组线圈由产生绕组磁极的集中绕组构成。其中，该产生悬浮力的磁浮轴承绕组由产生旋转磁场的与PLM有相同极对数的线圈构成。该产生转矩的磁浮轴承绕组是电机绕组。该集中绕组形成径向绕组。该集中绕组不倾斜且该集中绕组线圈宽度小于或大于单极方式。该线圈绕组在两个环路中形成该磁浮轴承绕组且在一个回路中形成该电机绕组，该磁浮轴承绕组和该电机绕组的极对数为I和2无序列测算。该磁浮轴承电力驱动装置的该转子或该定子包括一永磁体、一短路鼠笼、一电力高导材料外罩或一磁阻削减。当该磁浮轴承系统安装于该定子或转子的单圈线圈绕组上时，还包括以下一种或多种组件提供启动帮助:不对称转子金属切割、一个或多个辅助磁铁或一个或多个短路环，或是借助该磁浮轴承绕组通过该转子滚落到该定子表面时生成的励磁。该转子和定子的磁性有效部分的形状为圆形、环形或钟形，该磁性有效部分的径向尺寸大于轴向尺寸。该电机绕组和该磁浮轴承绕组形成该集中绕组。与现有技术相比较，本技术定子或转子结构以及磁浮轴承电机的绕组结构非常简化并且节省电源控制器。这样对于磁浮轴承单相电机来说只需要三个回路和六个线圈。附图说明关于本技术的优点与精神可以通过以下的技术详述及所附图式得到进一步的了解。图1是现有技术中所使用的磁浮轴承电机的结构示意图之一；图2是现有技术中所使用的磁浮轴承电机的结构示意图之二，其中电机和径向磁浮轴承集成到一个磁性转子单元；图3(a)、图(b)是转子在轴向和旋转方向上被动稳定的可能性的示意图；图4是本技术所涉及的磁浮轴承电机的定子的结构示意图；图5是本技术所涉及的带有部分转子绕组变量的电力驱动装置的实施例的结构示意图；图6是带有多个分散线圈的电力驱动装置的实施例的结构示意图；图7是用来进行电力驱动励磁的一种实施方式的电路图；图8是本技术所涉及的磁浮轴承驱动的实施例的结构示意图；图9是基于角度的力波动在非正弦定子电流层分布以及在气隙中的非正弦励磁图；图10是本技术所涉及的在绕组磁极区域中不对称金属片切割的示意图；图11是本技术所涉及的用辅助磁铁来确保交变磁场下启动电机的示意图；图12是受控于转子的定子极的示意图；图13是本技术所涉及的磁浮轴承电力驱动装置的一种实施方式的结构示意图；图14是本技术所涉及的磁浮轴承电力驱动装置的另一种实施方式的结构示意图；图15是本技术所涉及的磁浮轴承电力驱动装置的定子实施方式的结构示意图。具体实施方式以下结合附图详细说明本技术的具体实施例。根据应用情况可将机器用作于电机或发电机。图4显示了一个有集中径向绕组和凸极的电机磁浮轴承单元(例如为了更好的冷却，将定子安装在铝圈或铝筒中)。这里所说的集中绕组应理解为指其中线圈的绕组不是分布在磁极区域，同时(有效磁性)成90°角。这样线圈34和35分别是集中的。集中绕组绕着的铁磁极或空心绕组是凸极。在这个范围内包括集中绕组围绕着的肢极99，诸如99和100这样或单个或多个分极，该被集中绕组36磁性围绕。绕组也可能微斜，也就是绕组宽度小于或大于磁极区域。该实施例在图8中描述。在一定情况下，用节距分级法通过用铁磁辅助极86缩短极宽度来闭合极间隙。转矩和悬浮力产生在图4和图8中通过两个绕组系统得以实现:一个单回路、四极电机绕组和一个双回路磁浮轴承绕组。线圈30，31，32，33形成电机回路，线圈34，35形成第一磁浮轴承回路，线圈36，37形成第二磁浮轴承回路。电机回路的集中线圈形成了铁磁材质组成的明显的磁极(此处是肢极)。根据需要可以串联或平行连接并通过交流电励磁产生一个四极旋转磁场，能够满足在四极永磁转子上产生转矩。第一和第二磁浮轴承回路相互成90°角。通过相应的磁浮轴承回路励磁形成一个两极旋转磁场来设置径向悬浮力的振幅和相位。图4中描述的该电机或磁浮轴承回路的线圈串联或平行连接。需要时，可将磁浮轴承线圈34、35和/或线圈36,37连接至一个单个线圈并形成集中绕组。图5说明了外部转子技术上的绕组2种方式，一个单回路、四极绕组67，68，69，70和一个双回路、两极磁轴承绕组，其中第一回路71，72，第二回路73，74，垂直于后者。磁浮轴承绕组的两个回路也可以旋转45°并位于电机绕组的凹槽处，因此该结构类似于在图4中描述的。此外，线圈71，72和73，74能够连接形成一个线圈。关于电机回路，两个反向的线圈，例如68，70可以不需要。图5中的外部转子更合适作为一个四极环或信号铃。图4和图5中，电机绕组或磁浮轴承绕组由几个(图中描述的2个)分散式线圈75，76(图6)组成。因此，在图6中可识别一个第一回路连接77和一个第二回路连接78或连接到邻近的相对绕组上去。通过模拟电路或高速计算单元测算转子位置的传感器信号和转子转动角度后，测定独立回路电流要考虑到转子位置的特需值和实际值、转速，旋转或转矩的转子角度。该信号由电源电路测定、扩·大并通过定时开关或模拟功率放大器提供到三个回路。图7中描述到一个可能的桥路。电机回路由24指定，两个磁浮轴承本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁浮轴承电力驱动装置，其特征在于，包括一电机和具有磁浮轴承绕组的磁浮轴承电机，以及一磁浮轴承系统，所述磁浮轴承系统位于所述磁浮轴承电机的定子或转子中控制所述磁浮轴承电机，用以产生转矩和悬浮力，所述磁浮轴承系统安装于所述定子或转子的单圈或多圈的线圈绕组上，所述线圈绕组中至少一组线圈由产生绕组磁极的集中绕组构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王永凡，
申请(专利权)人：路斯特传动系统上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：