CN112503094A - 轴向磁悬浮轴承、电机、空调器 - Google Patents

轴向磁悬浮轴承、电机、空调器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种轴向磁悬浮轴承、电机、空调器，其中的轴向磁悬浮轴承，包括相对间隔设置的两个轴向铁芯，两个所述轴向铁芯之间的轴向间隙中设有与所述轴向铁芯之间形成气隙的导磁筒，所述轴向铁芯包括沿其轴向设置的基板及凸柱，所述导磁筒套装于所述凸柱的周向外侧并与所述凸柱的外周壁形成开口朝向转子具有的推力盘一侧的线圈绕行槽。根据本发明，轴向铁芯上构造的线圈绕行槽具有朝向其径向外周侧的开放面，从而使线圈绕行槽的加工能够采用车削等更加简单的加工方式，提高轴向磁悬浮轴承的生产制造效率。

Description

轴向磁悬浮轴承、电机、空调器
技术领域
本发明属于电机制造技术领域，具体涉及一种轴向磁悬浮轴承、电机、空调器。
背景技术
图1示出了目前常用的一种主动式磁悬浮轴承，包括相对设置的两个轴向铁芯，轴向铁芯上构造有U型凹槽，用于嵌装控制线圈，控制线圈与U型凹槽之间设有绝缘骨架，转子的推力盘处于两个轴向铁芯之间，通过控制两个控制线圈中的电流通断以及大小，实现对转子的轴向位移的磁悬浮控制，结构相对较为简单，对于前述的U型凹槽，由于加工工艺的限制，一般通过铣削加工，但铣削加工效率相对车削效率低，这制约了磁悬浮轴承的生产制造效率。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种轴向磁悬浮轴承、电机、空调器，轴向铁芯上构造的线圈绕行槽具有朝向其径向外周侧的开放面，从而使线圈绕行槽的加工能够采用车削等更加简单的加工方式，提高轴向磁悬浮轴承的生产制造效率。
为了解决上述问题，本发明提供一种轴向磁悬浮轴承，包括相对间隔设置的两个轴向铁芯，两个所述轴向铁芯之间的轴向间隙中设有与所述轴向铁芯之间形成气隙的导磁筒，所述轴向铁芯包括沿其轴向设置的基板及凸柱，所述导磁筒套装于所述凸柱的周向外侧并与所述凸柱的外周壁形成开口朝向转子具有的推力盘一侧的线圈绕行槽。
优选地，所述导磁筒与所述推力盘连接。
优选地，在所述轴向铁芯的轴向上，所述凸柱成圆锥台结构，且所述圆锥台结构的小直径底面处于所述基板上。
优选地，所述线圈绕行槽内设有绝缘骨架，所述绝缘骨架包括相对间隔设置的第一侧挡线环、第二侧挡线环，所述第一侧挡线环与所述第二侧挡线环之间通过绕线筒连接为一体，所述绕线筒形状匹配地套装于所述凸柱的周向外侧。
优选地，所述绝缘骨架通过注塑的方式形成于所述凸柱上。
优选地，所述绝缘骨架由多个骨架子体拼装形成。
优选地，任意两个相邻的两个骨架子体之间通过卡扣连接。
优选地，所述转子包括转轴，所述推力盘与所述转轴一体成型；和/或，所述导磁筒以过盈装配、胶黏接、焊接、螺钉连接中的一种套装于所述推力盘的外周壁上。
本发明还提供一种电机，包括上述的轴向磁悬浮轴承。
本发明还提供一种空调器，包括上述的电机。
本发明提供的一种轴向磁悬浮轴承、电机、空调器，所述线圈绕行槽由所述基板、凸柱以及导磁筒三者共同围设形成，而所述导磁筒由于与所述轴向铁芯之间具有气隙，也即两者之间不存在接触仅仅是一种结构上的位置关系，因此，客观上，所述线圈绕行槽具有朝向所述轴向铁芯径向外周侧的开放面，这一开放的槽体结构使线圈绕行槽的加工能够采用车削等更加简单的加工方式，提高轴向磁悬浮轴承的生产制造效率。
附图说明
图1为现有技术中主动式轴向磁悬浮轴承的结构示意图；
图2为本发明一种实施例的轴向磁悬浮轴承的结构示意图；
图3为图2中的轴向磁悬浮轴承在运行时的磁路示意，当左侧轴向铁芯中的控制线圈的磁力大于右侧轴向铁芯中的控制线圈的磁力时，能够将转轴朝向左侧移动调整；当右侧轴向铁芯中的控制线圈的磁力大于左侧轴向铁芯中的控制线圈的磁力时，能够将转轴朝向右侧移动调整；
图4为图2的拆解结构示意图(局部剖视)；
图5为图1中的导磁筒与转子的一种连接结构示意；
图6为图1中的导磁筒与转子的另一种连接结构示意；
图7为图1中的导磁筒与转子的再一种连接结构示意，其中导磁筒采用两个单体拼装形成；
图8为图1中的绝缘骨架的立体结构示意图；
图9为图8中A处的局部放大图。
附图标记表示为：
1、轴向铁芯；11、基板；12、凸柱；13、线圈绕行槽；2、转子；21、推力盘；22、转轴；3、导磁筒；4、绝缘骨架；41、第一侧挡线环；42、第二侧挡线环；43、绕线筒；44、骨架子体；5、控制线圈。
具体实施方式
结合参见图1至图9所示，根据本发明的实施例，提供一种轴向磁悬浮轴承，包括相对间隔设置的两个轴向铁芯1，两个所述轴向铁芯1之间的轴向间隙中设有与所述轴向铁芯1之间形成气隙的导磁筒3，所述轴向铁芯1包括沿其轴向设置的基板11及凸柱12，所述导磁筒3套装于所述凸柱12的周向外侧并与所述凸柱12的外周壁形成开口朝向转子2具有的推力盘21一侧的线圈绕行槽13，可以理解的，所述线圈绕行槽13中首先嵌装绝缘骨架4，所述绝缘骨架4套装于所述凸柱12的外周侧壁上，所述绝缘骨架4上缠绕控制线圈5，以对两个所述轴向铁芯1的磁性进行单独控制，例如调整所述控制线圈5内的电流大小甚至方向。该技术方案中，所述线圈绕行槽13由所述基板11、凸柱12以及导磁筒3三者共同围设形成，而所述导磁筒3由于与所述轴向铁芯1之间具有气隙，也即两者之间不存在接触仅仅是一种结构上的位置关系，因此，客观上，所述线圈绕行槽13具有朝向所述轴向铁芯径向外周侧的开放面，这一开放的槽体结构使线圈绕行槽的加工能够采用车削等更加简单的加工方式，提高轴向磁悬浮轴承的生产制造效率。
所述导磁筒3在具体定位方面可以是多样的，例如其可以被单独的组装到轴承座外壳内，而最好的，所述导磁筒3与所述推力盘21连接为一体，具体例如所述导磁筒3可以以过盈装配、胶黏接、焊接、螺钉连接中的一种套装于所述推力盘21的外周壁上，还可以与所述推力盘21采用一体成型的方式加工形成，如图7所示，所述导磁筒3还可以采用两个单体拼装的方式形成。
进一步地，在所述轴向铁芯1的轴向上，所述凸柱12成圆锥台结构，且所述圆锥台结构的小直径底面处于所述基板11上，此时，所述圆锥台结构的凸柱12能够对套装于其外周侧的绝缘骨架4以及其中的控制线圈5形成有效防脱，而现有技术中，绝缘骨架与控制线圈组成的组件在使用时固定在轴向铁芯上，如果固定不牢固，轴向此悬浮轴承在搬运、正常使用过程中都会造成绝缘骨架和控制线圈组成的组件从轴向铁芯上掉落，绝缘骨架掉落的残渣可能导致整个机器运行间隙异常，导致机器损坏，或者控制线圈磨损导致轴向磁悬浮轴承短路失效。
所述绝缘骨架4包括相对间隔设置的第一侧挡线环41、第二侧挡线环42，所述第一侧挡线环41与所述第二侧挡线环42之间通过绕线筒43连接为一体，所述绕线筒43形状匹配地套装于所述凸柱12的周向外侧，也即所述绕线筒43的形状也成圆锥台形。
所述绝缘骨架4通过注塑的方式形成于所述凸柱12上，以能够便利地形成所述绝缘骨架4的安装，但这种方式在维护方便存在一些不足，最好的，如图8及9所示，所述绝缘骨架4由多个骨架子体44拼装形成，以适应成圆锥台形的凸柱12的安装需求，骨架子体44可以是两个或者更多个，而可以理解的是，所述骨架子体44的个数越多，在缠绕所述控制线圈5的初期会较为困难，最好的，任意两个相邻的两个骨架子体44之间通过卡扣连接，以形成各个骨架子体44之间的初步连接定位，进而便利所述控制线圈5的缠绕过程。
可以理解的，所述转子2包括转轴22以及处于其上的所述推力盘21，所述推力盘21可以与所述转轴22一体成型，亦可以通过过盈装配、胶黏接、焊接、螺钉连接中的一种形成可拆卸的连接，而进一步可以理解的，其具体采用的方式应与所述导磁筒3与所述推力盘21的具体连接方式相适应。
所述轴向磁悬浮轴承具体可以按照如下方式组装：
预装时，先将两个轴向铁芯1分别与对应的绝缘骨架4、控制线圈5组装分别形成前轴向定子组件及后轴向定子组件，将转轴22与推力盘21、导磁筒3组装形成转子组件。
整体装配时，先将前轴向定子组件与外部机壳或支架固定在一起，再将转子组件按图3从左至右穿过轴向铁芯内孔，然后将后轴向定子组件结构安装在整体右侧。
轴向轴承工作原理如图3，当需要转子组件位置向前移动时，前轴向定子组件中的控制线圈5通电，后轴向定子组件中的控制线圈5不通电，轴承中磁路只有左侧双箭头磁路，无右侧单箭头磁路，所以左侧前轴向定子组件会对转子组件产生一个向左的引力，所以转子组件会向左偏移，同理当转子组件需要向右侧移动时，后轴向定子组件中的控制线圈5通电，前轴向定子组件中的控制线圈5不通电，轴承中磁路只有右侧单箭头磁路，无左侧双箭头磁路，所以右侧后轴向铁芯组件会对转子组件产生一个向右的引力，所以转子组件会向右偏移。
根据轴承工作原理可知，轴向铁芯11、导通筒3、推力盘21以及转轴22需设置为导磁材料，否则无法实现轴向轴承功能。
根据本发明的实施例，还提供一种电机，包括上述的轴向磁悬浮轴承。
根据本发明的实施例，还提供一种空调器，包括上述的电机。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轴向磁悬浮轴承，其特征在于，包括相对间隔设置的两个轴向铁芯(1)，两个所述轴向铁芯(1)之间的轴向间隙中设有与所述轴向铁芯(1)之间形成气隙的导磁筒(3)，所述轴向铁芯(1)包括沿其轴向设置的基板(11)及凸柱(12)，所述导磁筒(3)套装于所述凸柱(12)的周向外侧并与所述凸柱(12)的外周壁形成开口朝向转子(2)具有的推力盘(21)一侧的线圈绕行槽(13)。
2.根据权利要求1所述的轴向磁悬浮轴承，其特征在于，所述导磁筒(3)与所述推力盘(21)连接。
3.根据权利要求1所述的轴向磁悬浮轴承，其特征在于，在所述轴向铁芯(1)的轴向上，所述凸柱(12)成圆锥台结构，且所述圆锥台结构的小直径底面处于所述基板(11)上。
4.根据权利要求3所述的轴向磁悬浮轴承，其特征在于，所述线圈绕行槽(13)内设有绝缘骨架(4)，所述绝缘骨架(4)包括相对间隔设置的第一侧挡线环(41)、第二侧挡线环(42)，所述第一侧挡线环(41)与所述第二侧挡线环(42)之间通过绕线筒(43)连接为一体，所述绕线筒(43)形状匹配地套装于所述凸柱(12)的周向外侧。
5.根据权利要求4所述的轴向磁悬浮轴承，其特征在于，所述绝缘骨架(4)通过注塑的方式形成于所述凸柱(12)上。
6.根据权利要求4所述的轴向磁悬浮轴承，其特征在于，所述绝缘骨架(4)由多个骨架子体(44)拼装形成。
7.根据权利要求6所述的轴向磁悬浮轴承，其特征在于，任意两个相邻的两个骨架子体(44)之间通过卡扣连接。
8.根据权利要求1所述的轴向磁悬浮轴承，其特征在于，所述转子(2)包括转轴(22)，所述推力盘(21)与所述转轴(22)一体成型；和/或，所述导磁筒(3)以过盈装配、胶黏接、焊接、螺钉连接中的一种套装于所述推力盘(21)的外周壁上。
9.一种电机，包括轴向磁悬浮轴承，其特征在于，所述轴向磁悬浮轴承为权利要求1至8中任一项所述的轴向磁悬浮轴承。
10.一种空调器，包括电机，其特征在于，所述电机为权利要求9所述的电机。
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