CN105720732B - 一种适于多种翻转运动的磁悬浮电机 - Google Patents

一种适于多种翻转运动的磁悬浮电机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适于多种翻转运动的磁悬浮电机，涉及电机领域，具有电机外壳以及置于其内部的电机转轴，在所述电机外壳前后部分别设有前端盖以及后端盖，在所述前端盖以及后端盖处均设有磁悬浮轴承，所述磁悬浮轴承包括中部磁悬浮组以及两侧磁悬浮组，所述适于多种翻转运动的磁悬浮电机在其前后部设有磁悬浮轴承且能有效控制其内部磁性组件的磁力的强弱，因而在电机处于多种不同状态的翻转运动时，能有效实现电机的转轴的平稳转动并减少转轴在轴向以及径向的跳动强度，较大程度上提高了电机在实际应用时的稳定性，提高用户体验度。

Description

一种适于多种翻转运动的磁悬浮电机
技术领域：
本发明涉及电机领域，尤其是涉及一种适于多种翻转运动的磁悬浮电机。
背景技术：
磁悬浮轴承是一种利用磁场力将转子悬浮于空间，不需要任何介质而实现承载的非接触支承装置，与传统的滚动和滑动轴承相比，磁力轴承明显特点在于没有机械接触，不需要传力介质，而支承可控，因而具有传统轴承无法比拟的优越性能。磁力轴承可以分为主动磁力轴承 ( 也称电磁轴承 )、被动磁力轴承和混合磁力轴承三种，到目前为止人们主要的研究对象是主动磁力轴承，这是由主动磁力轴承本身的高可控性和体积相对较小的优点决定的。然而，与传统的机械轴承和液压轴承相比，电磁磁力轴承结构复杂而且成本昂贵，还需要外部力源和主动控制系统。而被动磁力轴承可以避免主动磁力轴承所带来的问题，被动磁力轴承不需要外部力源，且性能可靠、寿命长。今年来，随着永磁材料性能的飞快提高，性能价格比越来越好，这都为被动磁力轴承的应用提供了非常优良的物质基础,但是，目前大部分磁悬浮电机的轴承均采用径向磁性悬浮，因而在实际使用时会出现轴向跳动的问题，虽然目前也有部分磁悬浮电机内也采用了抑制轴向跳动的装置，但是也只是单独解决这一方面的问题，尤其是当遇到磁悬浮电机应用于需要实现多种翻转运动的场合时，目前一般的磁悬浮电机均会出现上下以及前后的跳动，继而影响电机以及设备的实际使用效果。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单，便于制作安装且能有效减少电机处于多种翻转状态时转轴前后以及上下跳动的情况。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种适于多种翻转运动的磁悬浮电机，具有电机外壳以及置于其内部的电机转轴，在所述电机外壳前后部分别设有前端盖以及后端盖，所述电机转轴穿过前端盖以及后端盖的中心轴孔，在所述前端盖以及后端盖处均设有磁悬浮轴承，所述磁悬浮轴承包括中部磁悬浮组以及两侧磁悬浮组，所述中部磁悬浮组包括环套于转轴中部轴体上且磁性均匀分布的环形磁套，在所述环形磁套的上下部分别环套有上部电磁铁以及下部电磁铁，所述两侧磁悬浮组包括置于磁悬浮轴承前后部的前轴承盖以及后轴承盖，在所述前轴承盖以及后轴承盖上分别固定安装有前环形电磁铁以及后环形电磁铁，在前环形电磁铁以及后环形电磁铁侧面分别设有前侧面强环形磁铁以及后侧面强环形磁铁。
作为优选，所述上部电磁铁以及下部电磁铁外观呈半圆形且两者之间能组合成完整的圆环形。
作为优选，所述上部电磁铁和下部电磁铁之间相互接触处均设有一中部磁性屏蔽层。
作为优选，在所述中部磁悬浮组与两侧磁悬浮组之间均设有一侧部磁性屏蔽板。
作为优选，所述磁悬浮电机还包括一能检测电机位置平衡的平衡检测系统以及控制电磁铁内电流大小的电磁铁控制系统，所述平衡检测系统数据连接电磁铁控制系统并控制电磁铁磁力的强弱。
与现有技术相比，本发明的有益之处是：所述适于多种翻转运动的磁悬浮电机在其前后部设有磁悬浮轴承且能有效控制其内部磁性组件的磁力的强弱，因而在电机处于多种不同状态的翻转运动时，能有效实现电机的转轴的平稳转动并减少转轴在轴向以及径向的跳动强度，较大程度上提高了电机在实际应用时的稳定性，提高用户体验度，因而适合推广应用。
附图说明：
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体结构示意图
图中：1、电机外壳 1-1、前端盖 1-2、后端盖 2、电机转轴 3、环形磁套 4、上部电磁铁 5、下部电磁铁 6、前轴承盖 7、后轴承盖 8、前环形电磁铁 9、后环形电磁铁 10、前侧面强环形磁铁 11、后侧面强环形磁铁 12、中部磁性屏蔽层 13、侧部磁性屏蔽板
具体实施方式：
下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述：
如图1所示的一种适于多种翻转运动的磁悬浮电机，多应用于各种小型的飞行器或者需要在地面和空中进行各种翻转动作的电动设备，其具有电机外壳1以及置于其内部的电机转轴2，在所述电机外壳1前后部分别设有前端盖1-1以及后端盖1-2，所述电机转轴2穿过前端盖1-1以及后端盖1-2的中心轴孔，在所述前端盖1-1以及后端盖1-2处均设有磁悬浮轴承，所述磁悬浮轴承包括中部磁悬浮组以及两侧磁悬浮组，所述中部磁悬浮组包括环套于转轴2中部轴体上且磁性均匀分布的环形磁套3，在所述环形磁套3的上下部分别环套有上部电磁铁4以及下部电磁铁5，所述两侧磁悬浮组包括置于磁悬浮轴承前后部的前轴承盖6以及后轴承盖7，在所述前轴承盖6以及后轴承盖7上分别固定安装有前环形电磁铁8以及后环形电磁铁9，在前环形电磁铁8以及后环形电磁铁9侧面分别设有前侧面强环形磁铁10以及后侧面强环形磁铁11。
所述上部电磁铁4以及下部电磁铁5外观呈半圆形且两者之间能组合成完整的圆环形。为避免上部电磁铁4于下部电磁铁5之间产生磁场干扰继而影响整体磁场的磁力作用效果，所述上部电磁铁4和下部电磁铁5之间相互接触处均设有一中部磁性屏蔽层12。另外为避免中部磁悬浮组与两侧磁悬浮组之间产生磁场交叉干扰，在所述中部磁悬浮组与两侧磁悬浮组之间均设有一侧部磁性屏蔽板13。
为方便控制和调节磁悬浮轴承内电磁铁的磁性的强弱，所述磁悬浮电机还包括一能检测电机位置平衡的平衡检测系统以及控制电磁铁内电流大小的电磁铁控制系统，所述平衡检测系统14数据连接电磁铁控制系统并控制电磁铁磁力的强弱。
在实际应用中，在将磁悬浮轴承以及电机内各部分组件安装完毕之后，当电机进行左右摆动动作时，由平衡检测系统检测到电机当前所处位置，然后将位置信息转化为电信号发送到电磁铁控制系统，由电磁铁控制系统内预先设置的程序执行控制调节前环形电磁铁8或者后环形电磁铁9的输入电流大小，继而控制前环形电磁铁8或者后环形电磁铁9的磁场的作用力大小，继而有效控制调节两者与其侧面相应的强磁铁之间作用力，从而有效减少由于电机左右摇摆导致的电机转轴轴向跳动情况，而当电机进行上下翻转动作时，同上述过程，由平衡检测系统检测到电机当前所处位置，然后将位置信息转化为电信号发送到电磁铁控制系统，再由电磁铁控制系统内预先设置的程序执行控制调节上部电磁铁4或者下部电磁铁5的输入电流大小，继而控制上部电磁铁4或者后部电磁铁5的磁场的作用力大小，继而有效控制调节两者与环形磁套之间作用力，从而有效减少由于电机上下翻转导致的电机转轴2轴向跳动情况，因而整体结构简单，安装制作方便，实用性较高。
上述一种适于多种翻转运动的磁悬浮电机在其前后部设有磁悬浮轴承且能有效控制其内部磁性组件的磁力的强弱，因而在电机处于多种不同状态的翻转运动时，能有效实现电机的转轴的平稳转动并减少转轴在轴向以及径向的跳动强度，较大程度上提高了电机在实际应用时的稳定性，提高用户体验度。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种适于多种翻转运动的磁悬浮电机，具有电机外壳（1）以及置于其内部的电机转轴（2），在所述电机外壳（1）前后部分别设有前端盖（1-1）以及后端盖（1-2），所述电机转轴（2）穿过前端盖（1-1）以及后端盖（1-2）的中心轴孔，在所述前端盖（1-1）以及后端盖（1-2）处均设有磁悬浮轴承，其特征在于：所述磁悬浮轴承包括中部磁悬浮组以及两侧磁悬浮组，所述中部磁悬浮组包括环套于转轴（2）中部轴体上且磁性均匀分布的环形磁套（3），在所述环形磁套（3）的上下部分别环套有上部电磁铁（4）以及下部电磁铁（5），所述两侧磁悬浮组包括置于磁悬浮轴承前后部的前轴承盖（6）以及后轴承盖（7），在所述前轴承盖（6）以及后轴承盖（7）上分别固定安装有前环形电磁铁（8）以及后环形电磁铁（9），在前环形电磁铁（8）以及后环形电磁铁（9）侧面分别设有前侧面强环形磁铁（10）以及后侧面强环形磁铁（11）。
2.根据权利要求1所述的一种适于多种翻转运动的磁悬浮电机，其特征在于：所述上部电磁铁（4）以及下部电磁铁（5）外观呈半圆形且两者之间能组合成完整的圆环形。
3.根据权利要求2所述的一种适于多种翻转运动的磁悬浮电机，其特征在于：所述上部电磁铁（4）和下部电磁铁（5）之间相互接触处均设有一中部磁性屏蔽层（12）。
4.根据权利要求1所述的一种适于多种翻转运动的磁悬浮电机，其特征在于：在所述中部磁悬浮组与两侧磁悬浮组之间均设有一侧部磁性屏蔽板（13）。
5.根据权利要求1所述的一种适于多种翻转运动的磁悬浮电机，其特征在于：所述磁悬浮电机还包括一能检测电机平衡位置的平衡检测系统以及控制电磁铁内电流大小的电磁铁控制系统，所述平衡检测系统数据连接电磁铁控制系统并控制电磁铁磁力的强弱。
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