CN104184249A - 一种微型电机机械泵的电机转子悬浮方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微型机械泵电机的转子悬浮方法，包括一级定子线圈、二级定子线圈、一级永磁转子、二级永磁转子、永磁轴承、锥度滑动轴承，第一阶段启动一级定子线圈驱动转子，赋予转子组件稳定的转动惯量。第二阶段启动二级定子线圈，依靠二级定子线圈与二级永磁转子磁力中心线错位产生的磁吸力，将转子组件从锥度滑动轴承上脱离，实现转子组件的悬浮运转，技术效果是电磁悬浮控制系统的结构简单，无复杂的反馈控制，降低了轴承的摩擦损耗，降低了电机运行时的振动及噪音，增加了轴承的运行可靠性，从而大大延长了微型电机使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种微型电机机械泵，特别涉及一种微型电机机械泵的电机转子悬浮方法。
背景技术
随着微通道液冷技术、微流控技术、特种泵送技术的发展，微型机械泵作为其流体系统的动力源拥有广泛的应用空间及前景。其中，微型电机是微型机械泵的驱动元件，其可靠性是整泵运行稳定性的保证。
现有技术解决微型机械泵电机转子的支承问题主要分为无轴承和有轴承两种，无轴承微型机械泵依靠水力效果实现转子自对中，由于缺乏硬性支承，转子装配精度低，且在振动环境下转子的中心定位效果差，带轴承类微型机械泵主要分为接触式轴承和磁悬浮轴承。接触式轴承在微型电机中的应用受到尺寸、强度等因素的限制，且受到冲击和磨损的破坏造成轴承失效。至于磁悬浮轴承，由于必须进行反馈控制，因而系统复杂造价高昂。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明提出的一种应用于微型机械泵电机的转子悬浮方法，它一方面能为转子提供有效的支承，另一方面避免电机高速运行过程中的轴承损耗，因而运行平稳，低噪音。具体技术方案是，
本发明技术效果是电磁悬浮控制系统的结构简单，无复杂的反馈控制，降低了轴承的摩擦损耗，降低了电机运行时的振动及噪音，增加了轴承的运行可靠性，从而大大延长了微型电机使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明包括永磁轴承1、定子组件3、转子组件4、锥度滑动轴承13。永磁轴承1包含内磁钢圈1-1，外磁钢圈1-2，其磁极方向相同、表现为斥力，定子组件3包含二级定子线圈2、一级定子线圈5，转子组件4包含二级永磁转子11、一级永磁转子12、电机轴7、转子保护套8。二级定子线圈2、一级定子线圈5及永磁轴承外磁钢圈1-2使用环氧树脂灌封固定于电机外壳14上，二级永磁转子11、一级永磁转子12使用厌氧胶固定于电机轴7上，两级永磁转子及永磁轴承内圈1-1外围由非导磁性金属材质的转子保护套8包覆，用以加固永磁转子的结构强度，锥度轴承13内圈固定于电机轴7上,叶轮6轮毂与电机轴7直联，由电机驱动叶轮7旋转完成泵功。
两级线圈电机在非工作状态时，二级定子线圈2的磁力中心线9与二级永磁转子11的磁力中心线10并不重合，其中，二级定子线圈2的磁力中心线9距离锥度滑动轴承13的距离较远，同时，两者磁力中心线的偏离距离应小于叶轮7的叶顶间隙，锥度滑动轴承13的内外圈为贴合状态。
两级线圈电机在工作状态时，定子组件3与转子组件4之间充斥满泵送工质，第一阶段启动一级定子线圈5驱动转子4低速启动，赋予转子组件4稳定的转动惯量。第二阶段启动二级定子线圈2逐步将转子转速提升至额定转速，由于磁吸力的作用二级定子线圈2与二级永磁转子11的磁力中心线重合，并拉拽转子组件4及滑动轴承13的内圈从锥度滑动轴承13的外圈贴合面分离，转子组件4依靠永磁轴承1的支承力以及转子周围工质的液压力实现悬浮运转。
本发明主要具备以下的技术优点：
1、电机在启动阶段使用一级线圈驱动，转速较低，对轴承冲击较小。同时，电机由二级线圈驱动高速运转的过程中锥度轴承内外圈完全脱离，消除了高速电机的轴承磨损，增加了轴承的运行可靠性，从而大大延长了微型电机使用寿命。
2、电机转子稳定悬浮运转依靠转子组件自身的转动惯量、永磁轴承内外圈斥力、转子周围工质的液压力来实现，从而省去了电磁悬浮控制系统的复杂结构。
Claims (4)
1.一种微型机械泵电机的转子悬浮方法,其特征在于：包括永磁轴承(1)、定子组件(3)、转子组件(4)、锥度滑动轴承(13),所述永磁轴承(1)包含内磁钢圈（1-1）、外磁钢圈（1-2），其磁极方向相同、表现为斥力，所述定子组件(3)包含二级定子线圈(2)、一级定子线圈(5)，所述转子组件（4）包含二级永磁转子(11)、一级永磁转子(12)、电机轴(7)、转子保护套(8)，永磁轴承(1)的外磁钢圈（1-2）分别置于定子组件(3) 的两端，并一起灌封固定于电机外壳14上，两组永磁轴承(1)的内磁钢圈（1-1）分别置于转子组件(4)的二级永磁转子(11)、一级永磁转子(12) 两端并一起灌封固定于电机轴(7)上、外围由非导磁性金属材质的转子保护套（8）包覆，所述锥度轴承(13)内圈固定于电机轴(7)一端、外圈固定于电机外壳（14）内壁，叶轮（6）轮毂与电机轴（7）直联。
2.如权利要求1所述的一种微型机械泵电机的转子悬浮方法,其特征在于：具有两级线圈的微型机械泵电机在非工作状态时，二级定子线圈(2)的磁力中心线(9)与二级永磁转子(11)的磁力中心线(10)并不重合，其中，二级定子线圈(2)的磁力中心线(9)距离锥度滑动轴承(13)的距离较远，锥度滑动轴承(13)的内外圈为贴合状态。
3.如权利要求1所述的一种微型机械泵电机的转子悬浮方法,其特征在于：微型机械泵电机在工作状态时，第一阶段启动一级定子线圈(5)驱动转子组件(4)，赋予转子组件(4)稳定的转动惯量。
4.第二阶段启动二级定子线圈(2)，由于磁吸力的作用二级定子线圈(2)与二级永磁转子(11)的磁力中心线重合，并拉拽转子组件(4)及滑动轴承(13)的内圈从锥度滑动轴承(13)的外圈贴合面分离，转子组件(4)依靠永磁轴承(1)的支承力以及转子周围工质的液压力实现悬浮运转。
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