CN107769621B - 一种磁悬浮电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种磁悬浮电机，属于电机技术领域。一种磁悬浮电机，本电机包括转轴和壳体，转轴上周向固定有若干条状的第一永磁体，壳体的内壁上固定设置有若干根与各第一永磁体对应的第一铁芯，第一铁芯上绕设有第一导线绕组，转轴内具有与转轴同轴的定位孔，定位孔内插设有一铁柱，铁柱的一端与壳体固定连接，第一永磁体的内端伸入定位孔内；第一导线绕组通电后，第一铁芯的内端与第一永磁体的外端同极，铁柱上设置有与能够与第一永磁体的内端形成斥力的悬浮组件；铁柱的外壁与第一永磁体的内端之间具有间隙；第一永磁体的外端的磁极与在第一导线绕组正向通电后的第一铁芯内端的磁极相同。本发明具有结构简单、可靠等优点。
Description
技术领域
本发明属于电机技术领域，涉及一种磁悬浮电机。
背景技术
直流磁浮电机也称磁浮电机，也可以叫磁力电机，它是无轴承电机是一种新型结构的电机。与传统电机的最大不同之处是它不需要另外的轴承，电机本身既可产生转矩，又能产生支撑转子的磁悬浮力，使转子能够实现无机械摩擦旋转。
磁悬浮电机由于无机械接触，因而，转轴的定位是最为核心和难于解决的问题，介于此，如何对磁悬浮电机进行轴向和经向定位，是磁悬浮电机的关键技术问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种磁悬浮电机，本发明所要解决的技术问题是如何对简化磁悬浮电机的结构，使转轴零机械摩擦。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种磁悬浮电机，其特征在于，本电机包括转轴和壳体，所述转轴上周向固定有若干条状的第一永磁体，所述壳体的内壁上固定设置有若干根与各第一永磁体对应的第一铁芯，所述第一铁芯上绕设有第一导线绕组，所述转轴内具有与转轴同轴的定位孔，所述定位孔内插设有一铁柱，所述铁柱的一端与壳体固定连接，所述第一永磁体的内端伸入所述定位孔内；
所述第一导线绕组通电后，第一铁芯的内端与第一永磁体的外端同极，所述铁柱上设置有与能够与第一永磁体的内端形成斥力的悬浮组件；
所述铁柱的外壁与第一永磁体的内端之间具有间隙；所述第一永磁体的外端的磁极与在第一导线绕组正向通电后的第一铁芯内端的磁极相同。
在上述的一种磁悬浮电机中，所述悬浮组件包括若干与第一永磁体一一对应的第二永磁体，所述第二永磁体的内端埋设在铁柱内，外端伸出铁柱周面，所述第二永磁体的外端与第一永磁体的内端同极。
第一铁芯上绕设的第一导线绕组，假设其绕线方向为顺时针，其通磁N极为外端，则第一永磁体的外端为N极，内端为S极，第二永磁体的外端为S极，内端为N极，继而，转轴悬浮在各第一铁芯形成的空间内，在第二永磁体的外端与第一永磁体内端之间的斥力作用下，转轴在此被径向定位，而且在转轴停运状态下，也能够保持悬浮，使其具有较好的同轴度，在启动时也不会发生与第一铁芯之间的碰触情况。
本悬浮组件的设置，为转轴提供双重的经向定位，使其同轴度较高，传动平稳性好，输出阻力更小。
悬浮组件也可以是类似于第一铁芯和第一导线绕组的电磁结构，从而保持转轴与铁柱之间保持悬浮。
在上述的一种磁悬浮电机中，所述转轴伸出壳体之外的一端称之为输出端，所述转轴位于壳体内的一端称之为固定端，靠近所述固定端的壳体上固定设置有一散热板，所述铁柱的一端与散热板固定相连。
在上述的一种磁悬浮电机中，所述固定端固定连接有一轴套，所述轴套的一端与固定端固定连接，所述轴套的另一端均匀设置有若干安装片，所述安装片与转轴的轴线垂直，所述安装片上固定设置有至少一个第二铁芯，所述第二铁芯上绕设有第二导线绕组，所述壳体上固定设置有位于安装片内侧的屏蔽板，所述散热板和屏蔽板上分别固定设置有第三永磁体和第四永磁体，所述第三永磁体的内端的磁极和第四永磁体的外端的磁极相反，所述第二铁芯横向设置，且与转轴平行。
本磁悬浮电机中，转轴为通透结构，散热板为通透结构，利用转轴旋转带动壳体内空气流通，使其具有良好的散热效果。
通过对第二铁芯上绕设的第二导线绕组通电，假设绕线方向为顺时针，通电后第二铁芯的内侧端为S极，外侧端为N极，则第三永磁体的内侧端为N极，第四永磁体的外侧端为S极，安装片的两侧分别受第三永磁体和第四永磁体的斥力作用，使转轴的轴向被定位，在本电机的第二导线绕组和第一导线绕组通电时，转轴会迅速恢复第三永磁体和第四永磁体多安装片作用的斥力平衡点，使转轴恢复轴向悬浮状态和径向悬浮状态。
在上述的一种磁悬浮电机中，所述安装片的两侧分别具有一导流板。
导流板多壳体内进行换气，使气流从散热板、定位孔、转轴与第一铁芯之间均能具有良好的散热和换气，避免本电机中的各永磁体高温消磁。
在上述的一种磁悬浮电机中，每片所述安装片上设置有两个第二铁芯，且径向分布。
在上述的一种磁悬浮电机中，所述屏蔽板为硅钢片。
在上述的一种磁悬浮电机中，所述输出端的轴壁上开设有若干贯穿定位孔的出风孔。
输出端连接外接驱动设备，为了使定位孔在导流板能够对定位孔进行有效的散热和通风，在转轴的输出端的外壁上开设若干出风孔。
附图说明
图1是本磁悬浮电机的整体结构示意图。
图2是图1中B方向上的截面图。
图3是图1中A方向上的截面图。
图中，1、转轴；11、输出端；12、固定端；2、壳体；21、散热板；22、轴套；23、安装片；24、屏蔽板；25、导流板；31、第一永磁体；32、第一铁芯；33、第一导线绕组；34、第二永磁体；4、定位孔；5、铁柱；61、第二铁芯；62、第二导线绕组；63、第三永磁体；64、第四永磁体。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1和图3所示，本电机包括转轴1和壳体2，转轴1上周向固定有若干条状的第一永磁体31，壳体2的内壁上固定设置有若干根与各第一永磁体31对应的第一铁芯32，第一铁芯32上绕设有第一导线绕组33，转轴1内具有与转轴1同轴的定位孔4，定位孔4内插设有一铁柱5，铁柱5的一端与壳体2固定连接，第一永磁体31的内端伸入定位孔4内；
第一导线绕组33通电后，第一铁芯32的内端与第一永磁体31的外端同极，铁柱5上设置有与能够与第一永磁体31的内端形成斥力的悬浮组件；
铁柱5的外壁与第一永磁体31的内端之间具有间隙；第一永磁体31的外端的磁极与在第一导线绕组33正向通电后的第一铁芯32内端的磁极相同；悬浮组件包括若干与第一永磁体31一一对应的第二永磁体34，第二永磁体34的内端埋设在铁柱5内，外端伸出铁柱5周面，第二永磁体34的外端与第一永磁体31的内端同极。
第一铁芯32上绕设的第一导线绕组33，假设其绕线方向为顺时针，其通磁N极为外端，则第一永磁体31的外端为N极，内端为S极，第二永磁体34的外端为S极，内端为N极，继而，转轴1悬浮在各第一铁芯32形成的空间内，在第二永磁体34的外端与第一永磁体31内端之间的斥力作用下，转轴1在此被径向定位，而且在转轴1停运状态下，也能够保持悬浮，使其具有较好的同轴度，在启动时也不会发生与第一铁芯32之间的碰触情况。
本悬浮组件的设置，为转轴1提供双重的经向定位，使其同轴度较高，传动平稳性好，输出阻力更小。
悬浮组件也可以是类似于第一铁芯32和第一导线绕组33的电磁结构，从而保持转轴1与铁柱5之间保持悬浮。
如图1和图2所示，转轴1伸出壳体2之外的一端称之为输出端11，转轴1位于壳体2内的一端称之为固定端12，靠近固定端12的壳体2上固定设置有一散热板21，铁柱5的一端与散热板21固定相连；固定端12固定连接有一轴套22，轴套22的一端与固定端12固定连接，轴套22的另一端均匀设置有若干安装片23，安装片23与转轴1的轴线垂直，安装片23上固定设置有至少一个第二铁芯61，第二铁芯61上绕设有第二导线绕组62，壳体2上固定设置有位于安装片23内侧的屏蔽板24，散热板21和屏蔽板24上分别固定设置有第三永磁体63和第四永磁体64，第三永磁体63的内端的磁极和第四永磁体64的外端的磁极相反，第二铁芯61横向设置，且与转轴1平行；本磁悬浮电机中，转轴1为通透结构，散热板21为通透结构，利用转轴1旋转带动壳体2内空气流通，使其具有良好的散热效果。
通过对第二铁芯61上绕设的第二导线绕组62通电，假设绕线方向为顺时针，通电后第二铁芯61的内侧端为S极，外侧端为N极，则第三永磁体63的内侧端为N极，第四永磁体64的外侧端为S极，安装片23的两侧分别受第三永磁体63和第四永磁体64的斥力作用，使转轴1的轴向被定位，在本电机的第二导线绕组62和第一导线绕组33通电时，转轴1会迅速恢复第三永磁体63和第四永磁体64多安装片23作用的斥力平衡点，使转轴1恢复轴向悬浮状态和径向悬浮状态；安装片23的两侧分别具有一导流板25；导流板25多壳体2内进行换气，使气流从散热板21、定位孔4、转轴1与第一铁芯32之间均能具有良好的散热和换气，避免本电机中的各永磁体高温消磁。
每片安装片23上设置有两个第二铁芯61，且径向分布；屏蔽板24为硅钢片。
输出端11的轴壁上开设有若干贯穿定位孔4的出风孔；输出端11连接外接驱动设备，为了使定位孔4在导流板25能够对定位孔4进行有效的散热和通风，在转轴1的输出端11的外壁上开设若干出风孔。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (4)
1.一种磁悬浮电机，其特征在于，本电机包括转轴(1)和壳体(2)，所述转轴(1)上周向固定有若干条状的第一永磁体(31)，所述壳体(2)的内壁上固定设置有若干根与各第一永磁体(31)对应的第一铁芯(32)，所述第一铁芯(32)上绕设有第一导线绕组(33)，所述转轴(1)内具有与转轴(1)同轴的定位孔(4)，所述定位孔(4)内插设有一铁柱(5)，所述铁柱(5)的一端与壳体(2)固定连接，所述第一永磁体(31)的内端伸入所述定位孔(4)内；
所述第一导线绕组(33)通电后，第一铁芯(32)的内端与第一永磁体(31)的外端同极，所述铁柱(5)上设置有与能够与第一永磁体(31)的内端形成斥力的悬浮组件；
所述铁柱(5)的外壁与第一永磁体(31)的内端之间具有间隙；所述第一永磁体(31)的外端的磁极与在第一导线绕组(33)正向通电后的第一铁芯(32)内端的磁极相同；
所述悬浮组件包括若干与第一永磁体(31)一一对应的第二永磁体(34)，所述第二永磁体(34)的内端埋设在铁柱(5)内，外端伸出铁柱(5)周面，所述第二永磁体(34)的外端与第一永磁体(31)的内端同极；
所述转轴(1)伸出壳体(2)之外的一端称之为输出端(11)，所述转轴(1)位于壳体(2)内的一端称之为固定端(12)，靠近所述固定端(12)的壳体(2)上固定设置有一散热板(21)，所述铁柱(5)的一端与散热板(21)固定相连；
所述固定端(12)固定连接有一轴套(22)，所述轴套(22)的一端与固定端(12)固定连接，所述轴套(22)的另一端均匀设置有若干安装片(23)，所述安装片(23)与转轴(1)的轴线垂直，所述安装片(23)上固定设置有至少一个第二铁芯(61)，所述第二铁芯(61)上绕设有第二导线绕组(62)，所述壳体(2)上固定设置有位于安装片(23)内侧的屏蔽板(24)，所述散热板(21)和屏蔽板(24)上分别固定设置有第三永磁体(63)和第四永磁体(64)，所述第三永磁体(63)的内端的磁极和第四永磁体(64)的外端的磁极相反，所述第二铁芯(61)横向设置，且与转轴(1)平行；所述第三永磁体(63)的内端为朝向安装片(23)的端面，第四永磁体(64)的外端为朝向安装片(23)的端面；
所述输出端(11)的轴壁上开设有若干贯穿定位孔(4)的出风孔。
2.根据权利要求1所述一种磁悬浮电机，其特征在于，所述安装片(23)的两侧分别具有一导流板(25)。
3.根据权利要求1所述一种磁悬浮电机，其特征在于，每片所述安装片(23)上设置有两个第二铁芯(61)，且径向分布。
4.根据权利要求1或2或3所述一种磁悬浮电机，其特征在于，所述屏蔽板(24)为硅钢片。
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