CN108808973A - 一种双轴磁悬浮轴承磁阻电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双轴磁悬浮轴承磁阻电机，转子轴沿中心轴线上设有贯穿的多边形通孔；输出轴设置在多边形通孔内；输出轴中间段设有多边形柱体；多边形柱体与多边形通孔配合连接；转子轴上设有转子；机壳内壁上围绕转子设有定子；转子轴和机壳之间设有用于调节转子轴径向位置的径向磁悬浮轴承；机壳上设有用于分别调节转子轴和输出轴轴向位置的轴向磁悬浮轴承；轴向磁悬浮轴承包括两个固定在机壳上的轴向磁悬浮轴承定子、盘式第一轴向磁悬浮轴承转子和盘式第二轴向磁悬浮轴承转子；本发明采用转子轴和输出轴相结合的方式，当输出轴有轴头磨损或轴弯曲等缺陷时，无需将转子轴和转子全部拆卸下来即可维修，节约人力物力。
Description
技术领域
本发明涉及磁悬浮电机领域，具体是涉及一种双轴磁悬浮轴承磁阻电机。
背景技术
在电机转子轴的支撑系统研究方面，为解决传统机械轴承中存在的摩擦阻力，噪声大以及能耗高等问题，磁悬浮轴承是较为理想的选择。采用磁悬浮轴承来支持转子轴还能够省去很多机械的零配件。另一方面，磁悬浮电机在使用过程中，虽然磁悬浮轴承不易与转子轴磨损，但是仍然存在转子轴的轴头易磨损等方面的缺陷。而对磨损的转子轴进行维修时，通常需要将转子轴和转子同时从机壳上拆卸下来进行维修。在对转子轴维修时，由于存在难以夹持的问题，通常转子需要从转子轴上拆卸下来。倘若转子轴与转子是焊接等难以拆卸的方式，转子轴和转子通常会作整体报废处理。上述转子轴的维修相当耗费人力物力，且维修时间长造成生产加工效率低。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种双轴磁悬浮轴承磁阻电机，该磁阻电机无需将转子轴和转子全部拆卸下来即可维修，维修方便，节约人力物力，同时采用磁悬浮轴承可解决传统轴承易磨损、噪声大等问题。
本发明的技术解决方案是这样实现的：一种双轴磁悬浮轴承磁阻电机，包括机壳、转子轴和输出轴；所述转子轴设置在机壳内；所述转子轴沿中心轴线上设有贯穿的多边形通孔；所述输出轴设置在多边形通孔内，输出轴两端分别穿出转子轴；所述输出轴中间段设有多边形柱体；所述多边形柱体与多边形通孔配合连接；所述转子轴上设有转子；所述机壳内壁上围绕转子设有定子；所述转子轴和机壳之间设有用于调节转子轴径向位置的径向磁悬浮轴承；所述机壳上还设有用于分别调节转子轴和输出轴轴向位置的轴向磁悬浮轴承；所述轴向磁悬浮轴承包括两个固定在机壳上的轴向磁悬浮轴承定子、盘式第一轴向磁悬浮轴承转子和盘式第二轴向磁悬浮轴承转子；所述第一轴向磁悬浮轴承转子套设在转子轴左端；所述第二轴向磁悬浮轴承转子套设在输出轴左端；所述第一轴向磁悬浮轴承转子和第二轴向磁悬浮轴承转子之间形成间隙；所述第一轴向磁悬浮轴承转子和第二轴向磁悬浮轴承转子之间通过设有弹簧相连；所述第一轴向磁悬浮轴承转子和第二轴向磁悬浮轴承转子设置在两个轴向磁悬浮轴承定子之间。
进一步的：所述转子轴上位于转子左右两侧分别设有径向磁悬浮轴承。
进一步的：所述转子轴和机壳之间设有用于监测转子轴径向位置的径向位置传感器。
进一步的：所述输出轴左端位于第二轴向磁悬浮轴承转子左侧套设有基准环；所述机壳上设有用于监测基准环在轴向所处位置的轴向位置传感器。
进一步的：所述输出轴左端沿中心轴线设有螺纹孔；所述机壳上设有通孔；所述通孔与螺纹孔正相对。
进一步的：所述多边形通孔为正六边形通孔；所述多边形柱体为正六边形柱体。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的双轴磁悬浮轴承磁阻电机，采用转子轴和输出轴相结合的方式，当输出轴有轴头磨损或轴弯曲等缺陷时，只需将输出轴拆卸下来维修或者更换，维修方便且节省大量的人力物力。此外，采用磁悬浮原理，利用径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承实现转子轴和输出轴径向和轴向位置的调节和控制，避免了转子轴和输出轴与径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承的摩擦，延长了使用寿命，提高了生产加工效率。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1为本发明的主视图结构示意图；
图2为本发明的转子轴横截面结构示意图；
图3为本发明的输出轴横截面结构示意图；
其中：1、机壳；11、通孔；2、转子轴；21、正六边形通孔；3、输出轴；31、正六边形柱体；32、螺纹孔；4、转子；41、定子；5、径向磁悬浮轴承；6、轴向磁悬浮轴承定子；61、第一轴向磁悬浮轴承转子；62、第一轴向磁悬浮轴承转子；63、弹簧；7、径向位置传感器；8、轴向位置传感器；9、基准环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如附图1-3所示为本发明所述的一种双轴磁悬浮轴承磁阻电机，包括机壳1、转子轴2和输出轴3；转子轴2设置在机壳1内；转子轴2沿中心轴线上开设有贯穿的多边形通孔；多边形通孔优选为正六边形通孔21；输出轴3安装在正六边形通孔21内，输出轴3两端分别穿出转子轴2；输出轴3中间段设有多边形柱体；多边形柱体优选为正六边形柱体31；正六边形柱体31与正六边形通孔21间隙配合连接；转子轴2上安装有转子4；机壳1内壁上围绕转子21安装有定子41；转子轴2和机壳1之间安装有用于调节转子轴2径向位置的径向磁悬浮轴承5；优选的是转子轴2上位于转子4左右两侧分别安装有径向磁悬浮轴承5；机壳1上还安装有用于分别调节转子轴2和输出轴3轴向位置的轴向磁悬浮轴承；轴向磁悬浮轴承包括两个固定在机壳上的轴向磁悬浮轴承定子6、盘式第一轴向磁悬浮轴承转子61和盘式第二轴向磁悬浮轴承转子62；其中第一轴向磁悬浮轴承转子61套设在转子轴2左端，且与转子轴2固定连接；第二轴向磁悬浮轴承转子62套设在输出轴3左端，且与输出轴3固定连接；第二轴向磁悬浮轴承转子62在第一轴向磁悬浮轴承转子61左侧；第一轴向磁悬浮轴承转子61和第二轴向磁悬浮轴承转子62之间形成间隙；第一轴向磁悬浮轴承转子61和第二轴向磁悬浮轴承转子62之间通过安装有弹簧63相连；弹簧63均匀分布在第一轴向磁悬浮轴承转子61和第二轴向磁悬浮轴承转子62相对侧表面上；且弹簧63与第一轴向磁悬浮轴承转子61和第二轴向磁悬浮轴承转子62可拆卸方式固定连接；第一轴向磁悬浮轴承转子61和第二轴向磁悬浮轴承转子62位于上述两个轴向磁悬浮轴承定子6之间。此外，转子轴2和机壳1之间安装有用于监测转子轴2径向位置的径向位置传感器7。输出轴3左端位于第二轴向磁悬浮轴承转子62左侧套设有基准环9；机壳1上安装有用于监测基准环9在轴向所处位置的轴向位置传感器8。另一方面在输出轴3左端沿中心轴线开设有螺纹孔32；机壳1上开设有通孔11；通孔11与螺纹32孔正相对。
该电机的磁悬浮轴承均通过电机控制板配合控制，电机在启动签，先通过径向位置传感器7检测转子轴2径向方向的位置，并通过轴向位置传感器8检测基准环9的轴向位置，进而确定输出轴3的位置；径向位置传感器7和轴向位置传感器8检测的偏差信号数据传送到电机控制板的控制器，控制器对数据进行运算，经过电机功率放大器后将运算后的控制信号转换成控制电流，控制电流在上述轴向和径向磁悬浮轴承中产生磁力，从而驱动转子轴2和输出轴3校正位置。其中，在弹簧63弹力的作用下，分别控制上述两个轴向磁悬浮轴承定子6上绕组的电流，可分别控制转子轴2和输出轴3的轴向位移。当转子轴2和输出轴3的轴向位置和径向位置均确定后，电机启动。
此外，使用螺栓穿过机壳上的通孔11，并与输出轴3上的螺纹孔32螺纹连接，旋动螺栓可带动输出轴3左右移动，进而能够调节输出轴3轴向起始位置。
本实施例的双轴磁悬浮轴承磁阻电机，采用转子轴2和输出轴3相结合的方式，当输出轴3有轴头磨损或轴弯曲等缺陷时，只需将输出轴3拆卸下来维修或者更换，维修方便且节省大量的人力物力。此外，采用磁悬浮原理，利用径向磁悬浮轴承7和轴向磁悬浮轴承实现转子轴2和输出轴3的径向和轴向位置的调节和控制，避免了转子轴2和输出轴3与径向磁悬浮轴承7和轴向磁悬浮轴承的摩擦，延长了使用寿命，提高了生产加工效率。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种双轴磁悬浮轴承磁阻电机，包括机壳、转子轴和输出轴；其特征在于：所述转子轴设置在机壳内；所述转子轴沿中心轴线上设有贯穿的多边形通孔；所述输出轴设置在多边形通孔内，输出轴两端分别穿出转子轴；所述输出轴中间段设有多边形柱体；所述多边形柱体与多边形通孔配合连接；所述转子轴上设有转子；所述机壳内壁上围绕转子设有定子；所述转子轴和机壳之间设有用于调节转子轴径向位置的径向磁悬浮轴承；所述机壳上还设有用于分别调节转子轴和输出轴轴向位置的轴向磁悬浮轴承；所述轴向磁悬浮轴承包括两个固定在机壳上的轴向磁悬浮轴承定子、盘式第一轴向磁悬浮轴承转子和盘式第二轴向磁悬浮轴承转子；所述第一轴向磁悬浮轴承转子套设在转子轴左端；所述第二轴向磁悬浮轴承转子套设在输出轴左端；所述第一轴向磁悬浮轴承转子和第二轴向磁悬浮轴承转子之间形成间隙；所述第一轴向磁悬浮轴承转子和第二轴向磁悬浮轴承转子之间通过设有弹簧相连；所述第一轴向磁悬浮轴承转子和第二轴向磁悬浮轴承转子设置在两个轴向磁悬浮轴承定子之间。
2.根据权利要求1所述的一种双轴磁悬浮轴承磁阻电机，其特征在于：所述转子轴上位于转子左右两侧分别设有径向磁悬浮轴承。
3.根据权利要求1所述的一种双轴磁悬浮轴承磁阻电机，其特征在于：所述转子轴和机壳之间设有用于监测转子轴径向位置的径向位置传感器。
4.根据权利要求1所述的一种双轴磁悬浮轴承磁阻电机，其特征在于：所述输出轴左端位于第二轴向磁悬浮轴承转子左侧套设有基准环；所述机壳上设有用于监测基准环在轴向所处位置的轴向位置传感器。
5.根据权利要求1所述的一种双轴磁悬浮轴承磁阻电机，其特征在于：所述输出轴左端沿中心轴线设有螺纹孔；所述机壳上设有通孔；所述通孔与螺纹孔正相对。
6.根据权利要求1所述的一种双轴磁悬浮轴承磁阻电机，其特征在于：所述多边形通孔为正六边形通孔；所述多边形柱体为正六边形柱体。
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