CN112260422A - 一种电机及其轴向磁悬浮轴承定子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机及其轴向磁悬浮轴承定子，轴向磁悬浮轴承定子包括定子齿部和定子轭部，定子齿部与定子轭部均为若干叠片层叠排列而成的结构；且定子齿部的叠片延伸方向垂直于在定子齿部由磁路感应出的电流方向，和/或，定子轭部的叠片延伸方向垂直于在定子轭部由磁路感应出的电流方向；且定子齿部与定子轭部上的相邻叠片之间绝缘布置。本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子，利用定子齿部与定子轭部中至少一者的叠片的延伸方向垂直于在该部由磁路感应出的电流方向，并且相邻叠片之间绝缘布置，可以有效减少定子齿部和/或定子轭部的涡流，增加轴向磁悬浮轴承定子在高频下的承载力，提升轴向磁悬浮轴承的整体性能。

Description

一种电机及其轴向磁悬浮轴承定子
技术领域
本发明涉及试条检测设备领域，特别是涉及一种轴向磁悬浮轴承定子。此外，本发明还涉及一种包括上述轴向磁悬浮轴承定子的电机。
背景技术
轴向磁悬浮轴承是提供轴向承载力的关键部件，由于传统轴向磁悬浮轴承是实心结构，如图1-1和图1-2所示，轴向磁悬浮轴承定子包括定子轭部和定子齿部，在高频电流下会不可避免的产生涡流，严重影响轴向承载力，从而导致特定工况下的轴向承载力不足，严重时发生磁悬浮轴承失稳等现象。
为了避免轴向承载力不足、磁悬浮轴承失稳的现象出现，一般在进行轴向磁轴承设计的过程中，往往需要将实心轴向磁轴承的尺寸设计更大，以保证高频电流下的轴向磁悬浮轴承承载力，虽然能够解决涡流带来的承载力减少问题，但这也会浪费整体空间尺寸。
因此，如何提高轴向磁悬浮轴承的整体性能，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种轴向磁悬浮轴承定子，该轴向磁悬浮轴承定子能够有效减少轴向磁悬浮轴承在高频电流下产生的涡流效应。本发明的另一目的是提供一种包括上述轴向磁悬浮轴承定子的电机。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种轴向磁悬浮轴承定子，包括定子齿部和定子轭部，所述定子齿部与所述定子轭部均为若干叠片层叠排列而成的结构；且所述定子齿部的叠片延伸方向垂直于在所述定子齿部由磁路感应出的电流方向，和/或，所述定子轭部的叠片延伸方向垂直于在所述定子轭部由磁路感应出的电流方向；且所述定子齿部与所述定子轭部上的相邻叠片之间绝缘布置。
优选的，所述定子齿部的叠片延伸方向沿定子的径向，排列方向沿所述定子的轴向；和/或，所述定子轭部的叠片延伸方向沿所述定子的周向，排列方向沿所述定子的径向。
优选的，所述定子齿部的叠片延伸方向沿定子的径向，排列方向沿所述定子的轴向；所述定子轭部的若干叠片的延伸方向平行，排列方向沿所述定子的径向。
优选的，所述定子齿部的叠片延伸方向以及所述定子轭部的叠片延伸方向均沿定子的径向，排列方向沿所述定子的轴向。
优选的，所述定子齿部的若干叠片的延伸方向以及所述定子轭部的若干叠片的延伸方向均平行排列，排列方向沿所述定子的径向。
优选的，所述定子齿部和所述定子轭部均由导磁叠片和绝缘叠片依次层叠而成。
其特征在于所述导磁叠片为硅钢片，所述绝缘叠片为漆膜。
其特征在于所述导磁叠片的厚度为0.2-2mm，所述绝缘叠片的厚度为1-30um。
其特征在于所述定子齿部与所述定子轭部为3D连续打印而成；或者，所述定子齿部由3D打印制成，所述定子轭部由3D打印制成，所述定子齿部与所述定子轭部之间焊接固定。
本发明还提供一种电机，包括上述任意一项所述的轴向磁悬浮轴承定子。
本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子，包括定子齿部和定子轭部，所述定子齿部与所述定子轭部均为若干叠片层叠排列而成的结构；且所述定子齿部的叠片延伸方向垂直于在所述定子齿部由磁路感应出的电流方向，和/或，所述定子轭部的叠片延伸方向垂直于在所述定子轭部由磁路感应出的电流方向；且所述定子齿部与所述定子轭部上的相邻叠片之间绝缘布置。本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子，利用所述定子齿部与所述定子轭部中至少一者的叠片的延伸方向垂直于在该部由磁路感应出的电流方向，并且相邻叠片之间绝缘布置，可以有效减少所述定子齿部和/或所述定子轭部的涡流，增加轴向磁悬浮轴承定子在高频下的承载力，提升轴向磁悬浮轴承的整体性能。
在一种优选实施方式中，所述定子齿部与所述定子轭部为3D连续打印而成；或者，所述定子齿部由3D打印制成，所述定子轭部由3D打印制成，所述定子齿部与所述定子轭部之间焊接固定。上述设置，通过3D打印来完成叠片的制作，可有效解决现有技术中的加工方法无法制造复杂叠片结构的问题，提高轴向磁悬浮轴承定子的可制造性。
本发明所提供的电机设有上述轴向磁悬浮轴承定子，由于所述轴向磁悬浮轴承定子具有上述技术效果，因此，设有该轴向磁悬浮轴承定子的电机也应当具有相应的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1-1为现有技术中轴向磁悬浮轴承定子的主视剖面图；
图1-2为现有技术中轴向磁悬浮轴承定子的右视图；
图2-1为轴向磁悬浮轴承定子的磁场分布图；
图2-2为轴向磁悬浮轴承定子的磁场分布图的轴侧图；
图3-1为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子一种具体实施方式的主视剖面图；
图3-2为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子一种具体实施方式的右视图；
图4-1为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子一种具体实施方式中定子轭部的叠片结构示意图；
图4-2为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子一种具体实施方式中定子齿部的叠片结构示意图；
图5-1为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子另一种具体实施方式的主视剖面图；
图5-2为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子另一种具体实施方式的右视图；
图6-1为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子第三种具体实施方式的主视剖面图；
图6-2为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子第三种具体实施方式的右视图；
图7-1为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子第四种具体实施方式的主视剖面图；
图7-2为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子第四种具体实施方式的右视图；
其中：定子轭部-1；定子齿部-2；导磁叠片-3；绝缘叠片-4。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种轴向磁悬浮轴承定子，该轴向磁悬浮轴承定子能够有效减少轴向磁悬浮轴承在高频电流下产生的涡流效应。本发明的另一核心是提供一种包括上述轴向磁悬浮轴承定子的电机。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图2至图7，图2-1为轴向磁悬浮轴承定子的磁场分布图；图2-2为轴向磁悬浮轴承定子的磁场分布图的轴侧图；图3-1为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子一种具体实施方式的主视剖面图；图3-2为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子一种具体实施方式的右视图；图4-1为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子一种具体实施方式中定子轭部的叠片结构示意图；图4-2为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子一种具体实施方式中定子齿部的叠片结构示意图；图5-1为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子另一种具体实施方式的主视剖面图；图5-2为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子另一种具体实施方式的右视图；图6-1为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子第三种具体实施方式的主视剖面图；图6-2为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子第三种具体实施方式的右视图；图7-1为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子第四种具体实施方式的主视剖面图；图7-2为本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子第四种具体实施方式的右视图。
在该实施方式中，轴向磁悬浮轴承定子包括定子齿部2与定子轭部1，定子齿部2与定子轭部1均为若干叠片层叠排列而成的结构；且定子齿部2的叠片延伸方向垂直于在定子齿部2由磁路感应出的电流方向，和/或，定子轭部1的叠片延伸方向垂直于在定子轭部1由磁路感应出的电流方向。
本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子，利用定子齿部2与定子轭部1中至少一者的叠片的延伸方向垂直于在该部由磁路感应出的电流方向，并且相邻叠片之间绝缘布置，可以有效减少定子齿部2和/或定子轭部1的涡流，增加轴向磁悬浮轴承定子在高频下的承载力，提升轴向磁悬浮轴承的整体性能。
如图2-1和图2-2所示，轴向磁悬浮轴承在工作时的磁场分布图为一闭合回路，在轴向磁悬浮轴承定子内部的磁路走向为：从定子内侧齿部到定子轭部1再到定子外侧齿部，在轴向磁悬浮轴承定子内部的磁路环节中，各段的磁路走向都不一致。由于轴向磁悬浮轴承定子的磁路在定子齿部2上是轴向方向，而在定子轭部1上是径向方向，为了最大程度消除涡流效应的影响，叠片的方向与磁路感应出的电流方向相垂直。
具体的，为了减少轴向磁悬浮轴承定子内部的涡流效应，定子齿部2的叠片延伸方向沿定子的径向，排列方向沿定子的轴向；和/或，定子轭部1的叠片延伸方向沿定子的周向，排列方向沿定子的径向。
优选的，定子齿部2的叠片延伸方向沿定子的径向，排列方向沿定子的轴向；且定子轭部1的叠片延伸方向沿定子的周向，排列方向沿定子的径向，如图3-1、图3-2和图4-1、图4-2所示，即同时满足定子齿部2和定子轭部1的叠片延伸方向均垂直于对应部位的磁路感应出的电流方向，以最大化的减少涡流效应。
在上述各实施方式的基础上，定子齿部2和定子轭部1均由导磁叠片3和绝缘叠片4依次层叠而成，绝缘叠片4可以阻断电流的传递，进而减少涡流的产生。
优选的，导磁叠片3为硅钢片，绝缘叠片4为漆膜。
优选的，导磁叠片3的厚度为0.2-2mm，绝缘叠片4的厚度为1-30um。
在第二种实施例方式中，为了加工方便，也可以设置为：定子齿部2的叠片延伸方向沿定子的径向，排列方向沿定子的轴向；定子轭部1的若干叠片的延伸方向平行，排列方向沿定子的径向。如图5-1和图5-2所示，可以对定子轭部1的叠片采用平行排列的方式，来简化加工，具体的，在对定子轭部1加工时，可以先将若干导磁圆形叠片和不导电圆形叠片依次沿定子的径向层叠压制后，通过切割的方式，完成环形加工；然后将定子轭部1与定子齿部2焊接固定。
在第三种实施方式中，，定子齿部2的叠片延伸方向以及定子轭部1的叠片延伸方向均沿定子的径向，排列方向沿定子的轴向。具体的，如图6-1和图6-2所示，将若干导磁圆形叠片和不导电圆形叠片依次沿定子的轴向层叠压制后，通过切割的方式，完成定子轭部1的加工。
在第四种实施方式中，定子齿部2的若干叠片的延伸方向以及定子轭部1的若干叠片的延伸方向均平行排列，排列方向沿定子的径向。具体的，如图7-1和图7-2所示，将若干导磁圆形叠片和不导电圆形叠片依次沿定子的径向层叠压制后，通过切割的方式，完成定子轭部1的加工。
在上述各实施方式的基础上，定子齿部2与定子轭部1为3D连续打印而成；或者，定子齿部2由3D打印制成，定子轭部1由3D打印制成，定子齿部2与定子轭部1之间焊接固定。上述设置，通过3D打印来完成叠片的制作，可有效解决现有技术中的加工方法无法制造复杂叠片结构的问题，提高轴向磁悬浮轴承定子的可制造性。
当然，对于平行布置的叠片而言，可以采用3D增材制造技术，可直接采用叠片焊接等其他传统制造技术制造加工。
最优选的，定子齿部2的叠片延伸方向沿定子的径向，排列方向沿定子的轴向；且定子轭部1的叠片延伸方向沿定子的周向，排列方向沿定子的径向；同时，定子齿部2与定子轭部1为3D连续打印而成。上述设置，结合轴向叠片和径向叠片的轴向磁悬浮轴承定子结构，成功解决了传统轴向磁悬浮轴承定子的涡流问题，并通过3D打印技术，解决传统加工方法对复杂叠片结构的加工难题。
除了上述轴向磁悬浮轴承定子以外，本发明还提供了一种包括上述轴向磁悬浮轴承定子的电机，该电机的其他各部分结构请参考现有技术，本文不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的轴向磁悬浮轴承定子进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种轴向磁悬浮轴承定子，包括定子齿部(2)和定子轭部(1)，其特征在于，所述定子齿部(2)与所述定子轭部(1)均为若干叠片层叠排列而成的结构；且所述定子齿部(2)的叠片延伸方向垂直于在所述定子齿部(2)由磁路感应出的电流方向，和/或，所述定子轭部(1)的叠片延伸方向垂直于在所述定子轭部(1)由磁路感应出的电流方向；且所述定子齿部(2)与所述定子轭部(1)上的相邻叠片之间绝缘布置。
2.根据权利要求1所述的轴向磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述定子齿部(2)的叠片延伸方向沿定子的径向，排列方向沿所述定子的轴向；和/或，所述定子轭部(1)的叠片延伸方向沿所述定子的周向，排列方向沿所述定子的径向。
3.根据权利要求1所述的轴向磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述定子齿部(2)的叠片延伸方向沿定子的径向，排列方向沿所述定子的轴向；所述定子轭部(1)的若干叠片的延伸方向平行，排列方向沿所述定子的径向。
4.根据权利要求1所述的轴向磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述定子齿部(2)的叠片延伸方向以及所述定子轭部(1)的叠片延伸方向均沿定子的径向，排列方向沿所述定子的轴向。
5.根据权利要求1所述的轴向磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述定子齿部(2)的若干叠片的延伸方向以及所述定子轭部(1)的若干叠片的延伸方向均平行排列，排列方向沿所述定子的径向。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的轴向磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述定子齿部(2)和所述定子轭部(1)均由导磁叠片(3)和绝缘叠片(4)依次层叠而成。
7.根据权利要求6所述的轴向磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述导磁叠片(3)为硅钢片，所述绝缘叠片(4)为漆膜。
8.根据权利要求6所述的轴向磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述导磁叠片(3)的厚度为0.2-2mm，所述绝缘叠片(4)的厚度为1-30um。
9.根据权利要求1至5任意一项所述的轴向磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述定子齿部(2)与所述定子轭部(1)为3D连续打印而成；或者，所述定子齿部(2)由3D打印制成，所述定子轭部(1)由3D打印制成，所述定子齿部(2)与所述定子轭部(1)之间焊接固定。
10.一种电机，包括轴向磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述轴向磁悬浮轴承定子为权利要求1至9任意一项所述的轴向磁悬浮轴承定子。
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