CN104603482A - 磁力轴承 - Google Patents

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CN104603482A CN201380046778.XA CN201380046778A CN104603482A CN 104603482 A CN104603482 A CN 104603482A CN 201380046778 A CN201380046778 A CN 201380046778A CN 104603482 A CN104603482 A CN 104603482A
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Abstract

谋求减少磁力轴承中定子齿之间的漏磁通。使规定的定子齿(24)与排列在该规定的定子齿(24)的周向两侧中一侧的定子齿(24)之间的间隔(P1)大于该规定的定子齿(24)与排列在该规定的定子齿(24)的周向两侧中另一侧的定子齿(24)之间的间隔(P2),该规定的定子齿(24)和与该规定的定子齿(24)之间的间隔(P1)较窄的定子齿(24)径向磁通流动方向相同,使该规定的定子齿(24)和与该规定的定子齿(24)之间的间隔(P2)较宽的定子齿(24)径向磁通流动方向不同。

Description

磁力轴承
技术领域
本发明涉及一种靠磁场力支承转轴的磁力轴承。
背景技术
所谓的径向磁力轴承是靠磁场力对转轴的径向位置进行控制的。这样的磁力轴承中将磁路布置在与转轴垂直的平面内的一般被称为异极性磁力轴承。异极性磁力轴承中有例如两个磁极成对，构成一独立磁路，由此来支承转轴这样的(参照例如专利文献1)。因为磁力轴承的支承力取决于定子铁芯的径向内侧的定子齿(teeth)的横截面积，所以希望使定子齿的宽度较宽。
专利文献1：日本公开特许公报特开平11-266564号公报
发明内容
－发明所要解决的技术问题－
然而，如果使定子铁芯的定子齿较宽则有可能存在以下问题，即形成磁路的定子齿会彼此更近，而会在这些定子齿之间产生漏磁通，能量效率会下降。
本发明正是为解决上述问题而完成的。其目的在于：谋求减少磁力轴承中定子齿之间的漏磁通。
－用以解决技术问题的技术方案－
为解决上述问题,本发明的一个方面包括定子铁芯22和线圈26,在该定子铁芯22中,多个定子齿24沿着圆环状背轭23的周向排列在圆环状背轭23内周一侧,各个定子齿24与转轴13相对，该线圈26绕在各个定子齿24上。规定的定子齿24与排列在该规定的定子齿24的周向两侧中一侧的定子齿24之间的间隔P1大于该规定的定子齿24与排列在该规定的定子齿24的周向两侧中另一侧的定子齿24之间的间隔P2,该规定的定子齿24和与该规定的定子齿24之间的间隔P1较窄的定子齿24在径向磁通流动方向相同,使该规定的定子齿24和与该规定的定子齿(24)之间的间隔P2较宽的定子齿24在径向磁通流动方向不同。
在该结构下，规定的定子齿24与径向磁通流动方向彼此不同的定子齿24的间隔P1大于规定的定子齿24与径向磁通流动方向相同的定子齿24之间的间隔P2。
－发明的效果－
根据本发明,既能够增宽定子铁芯的定子齿宽,又能够谋求降低定子齿之间的漏磁通。其结果是,能量效率提高,从而能够谋求提高磁力轴承的高输出密度化、小型化,进而谋求降低成本。
附图说明
图1是表示第一实施方式的涡轮压缩机的构造的简图。
图2是第一实施方式的磁力轴承的横向剖视图。
图3是第一实施方式的磁力轴承的纵向剖视图。
图4是第二实施方式的磁力轴承的横向剖视图。
图5是第三实施方式的磁力轴承的横向剖视图。
图6是第四实施方式的磁力轴承的横向剖视图。
图7是第五实施方式的磁力轴承的横向剖视图。
图8是示例位移传感器的安装位置的横向剖视图。
图9是示例位移传感器的安装位置的纵向剖视图。
图10是示例位移传感器的其它安装位置的横向剖视图。
图11是示例线圈的接线状态的图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施方式。此外，以下实施方式是本质上优选的示例，并没有对本发明、本发明的应用对象或本发明的用途范围进行限制的意图。
(发明的第一实施方式)
〈整体结构〉
对作为本发明的实施方式的使用了磁力轴承的涡轮压缩机做说明。图1是表示本发明的第一实施方式的涡轮压缩机1的构造的简图。如图1所示，涡轮压缩机1包括机壳2、叶轮9、电动机10、控制部30以及电源部40。
机壳2呈两端被封起来的圆筒状，被设置成圆筒轴线为水平方向。由壁部3对机壳2内的空间进行了划分。壁部3右侧的空间为安装叶轮9的叶轮室4，壁部3左侧的空间为安装电动机10的电动机空间5。叶轮9由多张叶片形成，外形大致呈圆锥状。叶轮9以被固定在电动机10的驱动轴13(转轴)的一端的状态安装在叶轮室4内。
电动机10安装在机壳2内并对叶轮9进行驱动。该例中，电动机10是所谓的永久磁铁同步电机。电动机10包括电动机用定子11、转子12、驱动轴13以及轴承机构8。电动机用定子11固定在机壳2的内周壁上。驱动轴13固定在转子12上，其轴心以与转子12的轴心同轴。
轴承机构8包括径向用触底轴承14、推力磁力轴承15、推力方向用及径向用触底轴承16(例如角接触球轴承)以及两个磁力轴承20、20。
如后所述，磁力轴承20、20上设置有多块电磁铁25，各电磁铁25的合成电磁力供向驱动轴13，磁力轴承20、20以非接触状态支承驱动轴13。径向用触底轴承14例如由球轴承构成，在不对磁力轴承20通电时，由该径向用触底轴承14支承驱动轴13。
电源部40向电磁铁25供电。作为一例能够在电源部40中采用所谓的脉宽调制(PMW：Pulse Width Modulation)放大器。由控制部30对电源部40供向电磁铁25的电压的大小进行控制。控制部30利用检测磁力轴承20和驱动轴13之间的间隙(具体而言，检测驱动轴13的位移)的位移传感器(后述)的检测值对位置进行控制，以便在所希望的位置对驱动轴13进行非接触支承。控制部30能够由例如微电脑(未图示)和让微电脑工作的程序构成。
〈磁力轴承的构造〉
以下说明中，轴向指的是驱动轴13轴心的方向；径向指的是与所述轴心垂直的方向。外周一侧指的是离所述轴心较远的一侧；内周一侧指的是离所述轴心较近的一侧。
图2是第一实施方式中的磁力轴承20的横向剖视图；图3是磁力轴承20的纵向剖视图。磁力轴承20是所谓的16极异极性径向磁力轴承。磁力轴承20包括定子21和位移传感器(省略图示)。
定子21包括定子铁芯22和多个线圈26。定子铁芯22包括背轭23和多个定子齿24。例如叠层电磁钢板来构成定子铁芯22。
背轭23呈圆环状。如图2所示，定子铁芯22上设置有16个定子齿24。图2中，为便于说明，在定子齿24和后述定子齿对27的参照符号上加注了小符号-1、-2…。各个定子齿24与背轭23形成为一体且自该背轭23的内周面朝着内周一侧突出。各个定子齿24大致为长方体，具有平行于所述轴心的面(称为侧面S)。
这些定子齿24的顶端一侧(面向驱动轴13的一侧)间距不等。更详细而言，在定子21中，两个定子齿24成对(称为定子齿对27)，该两个定子齿24的侧面S彼此平行。相邻的两个定子齿对27中相对的定子齿24被设置成外周一侧张开的V字形。
具体地从图2看该结构，例如由定子齿24-1和定子齿24-2构成定子齿对27-1，由定子齿24-3和定子齿24-4构成定子齿对27-2。定子齿24-1的侧面S和定子齿24-2的侧面S彼此平行。同样，定子齿24-3的侧面S和定子齿24-4的侧面S也彼此平行。定子齿24-2和定子齿24-3被设置成外周一侧张开的V字形。这些定子齿对27布置在背轭23的内周一侧，中心线L成等螺距角(pitch angle)。这里，中心线L是连接构成定子齿对27的两个定子齿24之间的空隙中心和定子铁芯22的轴心的线。
构成定子齿对27的两个定子齿24之间的间隔P1比相邻的两个定子齿对27中相对的两个定子齿24之间的间隔P2大。例如，图2中，定子齿24-1和定子齿24-2之间的间隔P1大于定子齿24-2和定子齿24-3之间的间隔P2。
各个定子齿24在顶端部面对相邻的定子齿对27的一侧形成有缺口24a。通过设置该缺口24a能够缩小定子齿对27的间隔，从而能够可靠地确保构成定子齿对27的两个定子齿24之间的间隔P1充分大(后述)。当然，为保证不发生磁饱和等不良现象，确保了定子齿24顶端部具有规定的宽度。通过形成该缺口24a，各个定子齿24外周一侧的周向宽度W1就比最内周一侧(顶端侧)的周向宽度W2宽。
绕线部件(例如覆盖铜线)缠绕在各个定子齿24上而在各个定子齿24上形成了线圈26。由此而在各个定子齿24上形成电磁铁25。例如可以采用绕线用喷嘴形器具缠绕绕线部件。磁力轴承20中，彼此相邻的定子齿24线圈26的缠绕方向彼此相反。需要说明的是，因为构成定子齿对27的两个定子齿24被设置成彼此平行，所以很容易对绕线部件进行缠绕。
磁力轴承20中，由两个定子齿对27(亦即四个定子齿24)对一个方向的力进行控制。图2之例中，磁力轴承20中，让定子齿对27-1和定子齿对27-2产生+X方向(图2中右方向)的吸引力，对驱动轴13在该方向上的位置进行控制。为实现此位置控制，在磁力轴承20中，让构成这些定子齿对27-1、2的四个定子齿24-1、2、3、4上的线圈26串联连接。串联连接的线圈26连接在电源部40上，从该电源部40对该线圈26供电。需要说明的是，还能够将这四个定子齿24-1、2、3、4并联连接起来后使用。
当对构成两个定子齿对27-1、2的各线圈26通电，就会形成磁通方向成为图2中实线箭头所示方向的磁路(以下称为磁环ML)。也就是说，由定子齿24-1、驱动轴13、定子齿24-2以及背轭23形成一个磁环ML，由定子齿24-3、驱动轴13、定子齿24-4以及背轭23形成另一个磁环ML。
如上所述，在本实施方式中，各个定子齿24与排列在周向两侧中一侧的定子齿24之间的间隔P1比各个定子齿24与排列在周向两侧中另一侧的定子齿24之间的间隔P2大。各定子齿24与间隔P1较窄一侧的定子齿24径向磁通流动方向相同，与间隔P2较大一侧的定子齿24径向磁通流动方向彼此不同。需要说明的是，彼此相邻且径向上磁通方向彼此不同的定子齿24线圈26的圈数相同。
〈定子齿的漏磁通〉
在将定子齿等间隔地设置好的磁力轴承(为便于说明称为现有技术中的磁力轴承)，因为定子铁芯的定子齿宽越宽，定子齿之间的间隔越窄，所以现有技术中的磁力轴承如果定子齿宽较宽，就有可能出现漏磁通。
相对于此，在本实施方式中，通过减小径向磁通流动方向彼此相同的定子齿24之间的间隔P2，就能够使构成磁环ML的定子齿24之间的间隔(径向磁通流动方向彼此不同的定子齿24之间的间隔)比现有技术中的磁力轴承大。因此，在本实施方式中，既能够使定子齿宽较宽，又能够谋求定子齿24之间的漏磁通减少。需要说明的是，即使减小径向磁通流动方向相同的定子齿24之间的间隔P2，在这些定子齿24之间漏磁通也不成问题。
〈本实施方式的效果〉
如上所述，根据本实施方式，因为能够谋求减少定子齿24间的漏磁通，所以磁力轴承20的能量效率提高。因此，能够谋求磁力轴承20的小型化，进而能够谋求成本降低。
因为各个定子齿24的外周一侧的周向宽度W1比最内周一侧的周向宽度W2大，所以难以在定子齿24的外周一侧发生磁饱和，从这一点上也能够谋求定子齿24之间的漏磁通减少。
通过如上所述使定子齿24之间的间隔不等，则能够增大磁通。
(发明的第二实施方式)
图4是本发明的第二实施方式中的磁力轴承20的横向剖视图。如图4所示，在定子铁芯22上设置有12个定子齿24。也就是说，设置在磁力轴承20上的磁极的数量并不限于上述16个。在该例中，也是使各个定子齿24与排列在周向两侧中一侧的定子齿24之间的间隔P1比使各个定子齿24与排列在周向两侧中另一侧的定子齿24之间的间隔P2大。需要说明的是，各个定子齿24的外周一侧的周向宽度和最内周一侧的周向宽度相同，皆为宽度W0。
该例中也是相邻的定子齿24，其线圈26的缠绕方向彼此相反。电流流入线圈26，保证各定子齿24与间隔P1较窄一侧的定子齿24径向磁通流动方向相同，各定子齿24与间隔P2较大一侧的定子齿24径向磁通流动方向彼此不同。
因此，在磁极数为12个的磁力轴承20中，也是通过减小径向磁通流动方向彼此相同的定子齿24之间的间隔P2，就能够使构成磁环ML的定子齿24之间的间隔(径向磁通流动方向彼此不同的定子齿24之间的间隔)比现有技术中的磁力轴承大。因此，在本实施方式中也能够谋求减少定子齿24之间的漏磁通。
需要说明的是，在本实施方式中，也能够通过使各个定子齿24的外周一侧的周向宽度比最内周一侧的周向宽度大，以便难以在定子齿24的外周一侧产生磁饱和。
(发明的第三实施方式)
图5是本发明的第三实施方式中的磁力轴承20的横向剖视图。如图5所示，定子铁芯22上设置有12个定子齿24。在该例中，由三个定子齿24构成一个组(称为定子齿组28)，定子齿组28内的位于中心的定子齿24与它的周向两侧的定子齿24分别形成磁环ML。具体地从图5看该结构，例如定子齿24-1、定子齿24-2以及定子齿24-3这三个定子齿构成一个定子齿组28-1，定子齿24-4、定子齿24-5以及定子齿24-6这三个定子齿构成另一个定子齿组28-2。构成定子齿组28的三个定子齿24的线圈26串联连接。串联连接的线圈26连接在电源部40上，从该电源部40对上述线圈26供电。当然还能够将这三个定子齿24并联连接起来使用。
构成定子齿组28的定子齿24中，位于中央的定子齿24的最内周一侧的周向宽度W3比两侧的定子齿24的最内周一侧的周向宽度W4大。将这些定子齿组28设置在背轭23的内周一侧，位于中央的定子齿24彼此螺距角相等。该例中，定子齿组28内彼此相邻的定子齿24之间的间隔P1比相邻的定子齿组28间彼此相对的定子齿24之间的间隔P2大。
具体地用图5看上述结构，例如定子齿组28-1内，位于中央的定子齿24-2的最内周一侧的周向宽度W3比位于两侧的定子齿24-1、3的最内周一侧的周向宽度W4宽。图5中，例如在定子齿组28-1内，定子齿24-1和定子齿24-2之间的间隔P1与定子齿24-2和定子齿24-3之间的间隔P1相等。另一方面，属于彼此不同的定子齿组28-1、2且彼此相对的定子齿24-3和定子齿24-4之间的间隔P2比定子齿组28-1内的定子齿24之间的间隔P1小。
一让电流通过构成各个定子齿组28-1、2的线圈26，就会形成磁通方向如图5中实线所示的磁环ML。例如定子齿组28-1中，由定子齿24-1、驱动轴13、定子齿24-2以及背轭23形成一个磁环ML，且由定子齿24-2、驱动轴13、定子齿24-3以及背轭23形成另一个磁环ML。定子齿组28-2也一样，形成两个磁环ML。定子齿24-3和与它属于不同组的定子齿24-4径向磁通流动方向彼此相同。
如上所述，在本实施方式中，规定的定子齿24与排列在周向两侧的同一组中的定子齿24之间的间隔P1比该规定的定子齿24与相邻的另一组中的定子齿24之间的间隔P2大。而且，规定的定子齿24与同一组中的定子齿24(位于中央的定子齿)、驱动轴13以及背轭23一起形成磁环ML，规定的定子齿24与相邻的另一组中的定子齿24径向磁通流动方向彼此相同。
在这样由三个定子齿24构成定子齿组28的情况下，也能够通过减小径向磁通流动方向彼此相同的定子齿24之间的间隔P2来使构成磁环ML的定子齿24之间的间隔比现有技术中的磁力轴承大。因此，在本实施方式中，能够谋求减少定子齿24间的漏磁通。
(发明的第四实施方式)
图6是本发明的第四实施方式中的磁力轴承20的横向剖视图。本实施方式是通过改变第一实施方式中的磁力轴承20的结构而得到的。具体而言，定子铁芯22形成为：彼此相邻且径向磁通流动方向相同的定子齿24在内周端彼此接触。在图6所示的例子中，例如定子齿24-2和定子齿24-3的顶端接触。更详细而言，径向磁通流动方向相同的两个定子齿24形成为一体(亦即P2为0)。也就是说，在本发明中，定子齿24是以每一个线圈26为单位的，定子齿24的“间隔”是一个包括为0的情况的概念。
(发明的第五实施方式)
图7是本发明的第五实施方式中的磁力轴承20的横向剖视图。图7是具有16个极的磁力轴承20之例。在本实施方式中，定子铁芯22是将在背轭23部分形成交界的8个铁芯块22a结合起来而构成的。更详细而言，如图7所示，铁芯块22a的结构情况如下：径向磁通流动方向彼此相同的定子齿24之间亦即定子齿24之间的间隔较窄的部位成为交界B。因此各个铁芯块22a都包括一个定子齿对27。
在该实施方式中，能够在将线圈26缠绕在每一个铁芯块22a上以后，再将各个铁芯块22a结合起来。能够想到的铁芯块22a的结合方法有焊接(例如激光焊接)等。线圈26的缠绕可以通过将定子铁芯22分成这样的铁芯块22a来采用各种方法。例如，事先将绕线部件绕在缠绕器具(图示省略)上，再将它嵌入铁芯块22a的定子齿24上，由此就能够形成缠绕在定子齿24上的线圈26。通过这样将定子铁芯22分成多个铁芯块22a，即使是定子齿24的顶端较窄的地方也很容易缠绕线圈26。
需要说明的是，分割位置(铁芯块22a的交界B的位置)为示例。当然，还可以是彼此构成磁环ML的定子齿24之间，亦即间隔较宽的部位也成为交界B。
(发明的第六实施方式)
在发明的第六实施方式中，说明检测转轴13的位移的位移传感器的安装构造。图8是示例位移传感器50的安装位置的横向剖视图；图9是示例位移传感器50的安装位置的纵向剖视图。
如在各实施方式中所示的那样，如果定子齿24彼此的顶端接近，顶端部附近缠绕线圈26的空间就小了。因此，在各实施方式中，存在线圈26靠近背轭23缠绕在定子齿24上的倾向。其结果是，在定子齿24顶端部的轴向端面一侧会出现空的空间。在本实施方式中，如图8、图9所示，位移传感器50处于从轴向看去与定子齿24顶端部的轴向端面相重叠的位置且比线圈26还靠近内周一侧的位置处。需要说明的是，位移传感器50的种类并没有限制，在本实施方式中作为一例采用涡电流式位移传感器。
各实施方式中的磁力轴承20，都是由控制部30利用位移传感器50的检测值控制驱动轴13在图8所示的X轴方向和Y轴方向上的位置。如图8所示，在X轴上和Y轴上分别设置有两个该例中的位移传感器50。这样将位移传感器50设置在对位置进行控制的轴线上的结果是，位移传感器50就是跨越两个定子齿24而设了。例如，设置在X轴的正侧的位移传感器50跨越定子齿24-2和定子齿24-3。各个位移传感器50用环状基础部件51进行固定。如图9所示，在基础部件51上形成有安装位移传感器50的环状槽51a，由形成在外周一侧的圆筒壁51b将基础部件51固定在定子铁芯22的外周上。
〈本实施方式的效果〉
在一般的磁力轴承中，利用某一基础部件将位移传感器安装在线圈端面(coil end)上之例(现有例)很多。相对于此，在本实施方式中，能够将位移传感器50安装在定子齿24顶端部的轴向端面上。其结果是，与现有例相比，能够使磁力轴承20轴向上的全长更短。
在本实施方式中，因为能够将位移传感器50安装在比线圈26更靠近内周一侧的位置处，所以位移传感器50就被设置得更靠近驱动轴13。这样一来，位移传感器50就被设置得更靠近力的作用点，从而能够进行精度更高的位置控制。
在本实施方式中，因为位移传感器50设置在进行位置控制的轴线上(X轴上和Y轴上)，所以为对位置进行控制，可以直接使用位移传感器50的检测值，不用进行坐标转换等。因此，在对位置进行控制之际控制部30的运算容易进行，作为构成控制部30的微电脑可以采用更廉价的。
当然，不是一定要将位移传感器50设置在位置控制的轴线上。图10表示位移传感器50的其它设置例。图10之例中，将位移传感器50设置在定子齿24的正上方。在该例中，位移传感器50的位置偏离控制的轴线上。
(发明的第七实施方式)
在发明的第七实施方式中对线圈26的接线情况做说明。图11是线圈26的接线状态之一例。在第一实施方式中也做了说明，磁力轴承20中线圈26以四个为单位串联连接。图11之例中也是定子齿24-1、2、3、4的线圈26串联连接。这样一来，定子齿24-1、2、3、4中形成的电磁铁25就四个为一组产生+X方向的吸引力。需要说明的是，图中的T1、T2、T3、T4是将电供向串联连接的线圈26的端子。这些端子T1、T2、T3、T4连接在电源部40上。
在该例中，将线圈26彼此的接线部26a设置在定子齿24顶端部的轴向端面一侧且比所述线圈26还靠近内周一侧的位置处。一般的磁力轴承线圈在外周一侧彼此接线之例(称为现有例)比较多见。相对于此，在各实施方式中，因为能够在定子齿24顶端部的轴向端面一侧出现空的空间，所以能够将接线部26a设置在定子齿24顶端部的轴向端面一侧。
大多情况下绝缘器等部件在线圈的外周一侧占据空间，而难以确保在线圈的外周一侧具有充分的接线空间。因此，在现有例中，磁力轴承趋向于大型化，但是在本实施方式中能够使磁力轴承20更加小型化。
需要说明的是，在本实施方式中，为便于说明，做说明时省略了位移传感器50，但是在内周一侧对线圈26进行接线的情况下，也可以和第六实施方式一样，将位移传感器50设置在定子齿24顶端部的轴向端面一侧且比线圈26还靠近内周一侧的位置处。
(其它实施方式)
需要说明的是，并非构成定子齿对27的定子齿24的侧面S一样要平行。
改变在外周一侧和内周一侧的定子齿宽时的方式(缺口24a)为例示。例如，可以采用随着靠近外周宽度逐渐变宽的方式慢慢地改变定子齿宽。
磁力轴承20的用途并不限于涡轮压缩机1。例如还能够将磁力轴承应用到涡轮分子泵等具有转轴的各种机械中。
第六实施方式等中的基础部件51的形状为示例，而且可以省略基础部件51。
－产业实用性－
本发明作为靠磁场力支承转轴的磁力轴承有用。
－符号说明－
20    磁力轴承
13    驱动轴(转轴)
22    定子铁芯
22a   铁芯块
23    背轭
24    定子齿
26    线圈
50    位移传感器

Claims (8)

1.一种磁力轴承，其包括定子铁芯(22)和线圈(26),在该定子铁芯(22)中,多个定子齿(24)沿着圆环状背轭(23)的周向排列在圆环状背轭(23)内周一侧,各个定子齿(24)与转轴(13)相对,该线圈(26)绕在各个定子齿(24)上，其特征在于:
规定的定子齿(24)与排列在该规定的定子齿(24)的周向两侧中一侧的定子齿(24)之间的间隔(P1)大于该规定的定子齿(24)与排列在该规定的定子齿(24)的周向两侧中另一侧的定子齿(24)之间的间隔(P2),该规定的定子齿(24)和与该规定的定子齿(24)之间的间隔(P1)较窄的定子齿(24)在径向磁通流动方向相同,使该规定的定子齿(24)和与该规定的定子齿(24)之间的间隔(P2)较宽的定子齿(24)在径向磁通流动方向不同。
2.根据权利要求1所述的磁力轴承，其特征在于：
彼此相邻且径向磁通流动方向相同的定子齿(24)的内周端彼此接触。
3.根据权利要求1或2所述的磁力轴承，其特征在于：
所述定子铁芯(22)是通过将在所述背轭(23)部分形成交界(B)的、规定数量的铁芯块(22a)结合起来而构成的。
4.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的磁力轴承，其特征在于：
彼此相邻且径向磁通流动方向相反的定子齿(24)在周向上相对的面(S)彼此平行。
5.根据权利要求1到4中任一项权利要求所述的磁力轴承，其特征在于：
各定子齿(24)在外周一侧的周向宽度(W1)比各定子齿(24)在最内周一侧的周向宽度(W2)宽。
6.根据权利要求1到5中任一项权利要求所述的磁力轴承，其特征在于：
彼此相邻且径向磁通流动方向彼此不同的定子齿(24)中线圈(26)的圈数相同。
7.根据权利要求1到6中任一项权利要求所述的磁力轴承，其特征在于：
检测转轴(13)的位移的位移传感器(50)设置在该磁力轴承的从轴向看去与所述定子齿(24)的顶端部的轴向端面相重叠的位置且比所述线圈(26)更靠近内周一侧的位置处。
8.根据权利要求1到7中任一项权利要求所述的磁力轴承，其特征在于：
规定的所述线圈(26)在所述定子齿(24)顶端部的轴向端面一侧且比所述线圈(26)更靠近内周一侧的位置处接线而串联连接在一起。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109891109A (zh) * 2016-08-18 2019-06-14 大金工业株式会社 磁轴承装置和流体机械系统
CN111295823A (zh) * 2017-10-31 2020-06-16 大金工业株式会社 电动机及涡轮压缩机

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3026277B1 (en) * 2014-11-27 2023-04-26 Skf Magnetic Mechatronics Magnetic bearing, apparatus comprising such a magnetic bearing and method for manufacturing such a magnetic bearing
EP3026278B1 (en) * 2014-11-27 2020-03-18 Skf Magnetic Mechatronics Magnetic bearing, rotary apparatus comprising such a magnetic bearing and method for manufacturing such a magnetic bearing
US9746028B2 (en) * 2014-12-16 2017-08-29 General Electric Company Self-sensing active magnetic bearing systems and methods
JP2016178801A (ja) * 2015-03-20 2016-10-06 株式会社Ihi スイッチトリラクタンス回転機、及び回転装置
KR102567192B1 (ko) 2017-03-24 2023-08-17 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니 자기 베어링 모터 압축기
WO2018207767A1 (ja) * 2017-05-09 2018-11-15 ダイキン工業株式会社 ターボ圧縮機
CN108361279B (zh) * 2018-02-05 2019-05-03 北京航空航天大学 基于对称自润滑柔性辅助轴承结构的正交磁路径轴一体磁悬浮轴承
CN108386448B (zh) * 2018-02-05 2019-05-07 北京航空航天大学 基于对称自润滑柔性辅助轴承结构的正交磁路径向磁悬浮轴承
JP2019148269A (ja) * 2018-02-26 2019-09-05 株式会社神戸製鋼所 磁気軸受
CN112088487B (zh) * 2018-05-08 2022-01-07 大金工业株式会社 电动机系统及包括该电动机系统的涡轮压缩机
JP6620862B2 (ja) * 2018-05-08 2019-12-18 ダイキン工業株式会社 電動機システムおよびそれを備えたターボ圧縮機
CN110017329B (zh) * 2019-04-22 2024-05-17 南京埃克锐特机电科技有限公司 一种e型结构电磁型径向磁轴承
KR20210125795A (ko) * 2020-04-09 2021-10-19 엘지전자 주식회사 자기 베어링 및 이를 포함하는 압축기
CN115370661A (zh) * 2021-05-21 2022-11-22 开利公司 一种径向磁轴承定子的绕线方法、径向磁轴承定子及径向磁轴承

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0617830A (ja) * 1992-07-02 1994-01-25 Daikin Ind Ltd 磁気軸受装置
JPH0719244A (ja) * 1993-06-30 1995-01-20 Toshiba Corp 磁気軸受装置
JPH1047348A (ja) * 1996-08-02 1998-02-17 Yaskawa Electric Corp ラジアル磁気軸受の固定子
JPH11346457A (ja) * 1998-06-03 1999-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気軸受装置
US6563244B1 (en) * 1999-07-28 2003-05-13 Seiko Instruments Inc. Composite-type electromagnet and radial magnetic bearing
CN102269221A (zh) * 2011-05-18 2011-12-07 哈尔滨工业大学 混合励磁轴径向磁悬浮轴承

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5889469A (ja) * 1981-11-25 1983-05-27 Kayaba Ind Co Ltd パワ−ステアリング装置
JP3315428B2 (ja) 1992-04-01 2002-08-19 株式会社荏原製作所 磁気軸受装置
JPH11266564A (ja) 1998-03-18 1999-09-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気軸受スピンドル
EP0953781B1 (en) * 1998-04-28 2005-04-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetic bearing
JP5273526B2 (ja) * 2008-06-27 2013-08-28 株式会社Ｉｈｉ 磁気軸受装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0617830A (ja) * 1992-07-02 1994-01-25 Daikin Ind Ltd 磁気軸受装置
JPH0719244A (ja) * 1993-06-30 1995-01-20 Toshiba Corp 磁気軸受装置
JPH1047348A (ja) * 1996-08-02 1998-02-17 Yaskawa Electric Corp ラジアル磁気軸受の固定子
JPH11346457A (ja) * 1998-06-03 1999-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気軸受装置
US6563244B1 (en) * 1999-07-28 2003-05-13 Seiko Instruments Inc. Composite-type electromagnet and radial magnetic bearing
CN102269221A (zh) * 2011-05-18 2011-12-07 哈尔滨工业大学 混合励磁轴径向磁悬浮轴承

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109891109A (zh) * 2016-08-18 2019-06-14 大金工业株式会社 磁轴承装置和流体机械系统
CN111295823A (zh) * 2017-10-31 2020-06-16 大金工业株式会社 电动机及涡轮压缩机

Also Published As

Publication number Publication date
US9964146B2 (en) 2018-05-08
US20150233422A1 (en) 2015-08-20
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JP5700033B2 (ja) 2015-04-15
WO2014041752A1 (ja) 2014-03-20
CN104603482B (zh) 2017-03-08
JP2014074492A (ja) 2014-04-24
EP2896842A1 (en) 2015-07-22
EP2896842A4 (en) 2016-05-11
EP2896842B1 (en) 2018-10-17

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