CN206790279U - 基于永磁钢磁力轴承的超高速无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于永磁钢磁力轴承的超高速无刷电机，输出端轴承包括输出端内永磁钢套、输出端外永磁钢套和输出端衬套，输出端衬套置于输出端内永磁钢套和输出端外永磁钢套之间，输出端外永磁钢套安装于输出端端盖上，输出端内永磁钢套安装在电机主轴的输出端；自由端轴承包括自由端内永磁钢套、自由端外永磁钢套和自由端衬套，自由端衬套置于自由端内永磁钢套和自由端外永磁钢套之间，自由端外永磁钢套安装于自由端端盖上，自由端内永磁钢套安装在电机主轴的自由端。本实用新型利用内永磁钢套、外永磁钢套和衬套共同组成永磁钢磁力轴承，能有效避免内永磁钢套与外永磁钢套之间直接接触而出现“咬死” 现象，保证电机在超高转速下正常运行。

Description

基于永磁钢磁力轴承的超高速无刷电机

技术领域

本实用新型涉及一种无刷电机，尤其涉及一种基于永磁钢磁力轴承的超高速无刷电机。

背景技术

传统的旋转电机绝大多数均采用机械滚动轴承来支承转子组件旋转，存在如下缺陷：滚动轴承因其自身结构受到极限转速的限制，随着电机主轴轴颈增大，极限转速会急剧降低。因此，超高速电机只有在很小功率和较小的轴径时，才可能设计制作转速在每分钟10000-20000转的电机。对于要求较大功率、又要求超高转速用于对机器设备实现直接驱动的超高速电机（一般每分钟高于20000转以上），其最大难点就在于设计制作能超高速运转的支承轴承。

在旋转机器设备中，为适应超高速运转需要，可以采用电磁力轴承。但是，电磁力轴承需要较繁杂的激磁线圈，为调控轴承与旋转轴之间的间隙均匀，还需要设置较多传感器和电子控制电路，这在无刷电机上会造成结构繁杂、庞大的后果，而且制造成本也会大幅增加。

另一种有效方式是采用永磁钢磁力轴承，其结构小巧、简单，制造成本也较低，在无刷电机上容易实现。但永磁钢磁力轴承也有自身使用问题，比如，因其充磁均匀度控制比较困难，磁力不均匀可能造成内、外磁钢套出现“咬死”（即相互强力摩擦而停止旋转）现象而导致电机无法正常运转的后果。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种内、外磁钢套不会出现“咬死”现象的基于永磁钢磁力轴承的超高速无刷电机。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于永磁钢磁力轴承的超高速无刷电机，包括电机定子、电机主轴、输出端端盖、输出端轴承、自由端端盖和自由端轴承，所述输出端端盖和所述自由端端盖分别安装于所述电机定子的两端，所述超高速无刷电机还包括封闭圆环形的输出端衬套和封闭圆环形的自由端衬套，所述输出端轴承包括输出端内永磁钢套、输出端外永磁钢套和所述输出端衬套，所述输出端衬套置于所述输出端内永磁钢套和所述输出端外永磁钢套之间，所述输出端外永磁钢套安装于所述输出端端盖上，所述输出端内永磁钢套安装在所述电机主轴的输出端；所述自由端轴承包括自由端内永磁钢套、自由端外永磁钢套和所述自由端衬套，所述自由端衬套置于所述自由端内永磁钢套和所述自由端外永磁钢套之间，所述自由端外永磁钢套安装于所述自由端端盖上，所述自由端内永磁钢套安装在所述电机主轴的自由端。

作为优选，所述输出端内永磁钢套的南北极与所述输出端外永磁钢套的南北极方向相反且两者的磁力线闭合，所述自由端内永磁钢套的南北极与所述自由端外永磁钢套的南北极方向相反且两者的磁力线闭合。

作为优选，所述输出端衬套和所述自由端衬套均为XXX衬套。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型利用内永磁钢套、外永磁钢套和衬套共同组成永磁钢磁力轴承，具有如下优点：结构小巧、简单，制造成本也较低，在无刷电机上容易实现，而且通过设计衬套使其在内永磁钢套与外永磁钢套之间形成很强的磁力支承，能有效避免内永磁钢套与外永磁钢套之间直接接触而出现“咬死” 现象，保证了电机能够在超过每分钟20000转以上的超高转速下正常运行，而且衬套还能起到自适应调节永磁钢套与外永磁钢套之间的间隙均匀和承担少量摩擦磨损的作用。

附图说明

图1是本实用新型所述基于永磁钢磁力轴承的超高速无刷电机的局剖主视图，图中的输出端端盖、输出端轴承、自由端端盖和自由端轴承为剖视结构；

图2是本实用新型所述输出端端盖、输出端轴承和电机主轴输出端装配过程中的主视剖视结构图；

图3是本实用新型所述自由端端盖、自由端轴承和电机主轴自由端装配过程中的主视剖视结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1、图2和图3所示，本实用新型所述基于永磁钢磁力轴承的超高速无刷电机包括电机定子6、电机主轴5、输出端端盖2、输出端轴承、自由端端盖10、自由端轴承、输出端衬套3和自由端衬套8，输出端端盖2和自由端端盖10分别安装于电机定子6的两端，所述输出端轴承包括输出端内永磁钢套1、输出端外永磁钢套4和封闭圆环形的输出端衬套3，输出端衬套3置于输出端内永磁钢套1和输出端外永磁钢套4之间，输出端外永磁钢套4安装于输出端端盖2上，输出端内永磁钢套1安装在电机主轴5的输出端，输出端内永磁钢套1的南北极与输出端外永磁钢套4的南北极方向相反且两者的磁力线闭合；所述自由端轴承包括自由端内永磁钢套7、自由端外永磁钢套9和封闭圆环形的自由端衬套8，自由端衬套8置于自由端内永磁钢套7和自由端外永磁钢套9之间，自由端外永磁钢套9安装于自由端端盖10上，自由端内永磁钢套7安装在电机主轴5的自由端，自由端内永磁钢套7的南北极与自由端外永磁钢套9的南北极方向相反且两者的磁力线闭合；上述南极即图中的S极，上述北极即图中的N极；输出端衬套3和自由端衬套8均为XXX衬套。

结合图1-图3，本实用新型所述基于永磁钢磁力轴承的超高速无刷电机的工作原理如下：

电机定子6内的线圈通电后带动电机转子（置于电机定子6内，图中未示）和电机主轴5旋转，电机主轴5会带动输出端内永磁钢套1和自由端内永磁钢套7一起旋转，输出端内永磁钢套1的圆周和输出端外永磁钢套4的圆周之间、自由端内永磁钢套7的圆周和自由端外永磁钢套9的圆周之间因为有相互配合的永磁磁引力作用，所以输出端内永磁钢套1的圆周和输出端外永磁钢套4的圆周之间、自由端内永磁钢套7的圆周和自由端外永磁钢套9的圆周之间会尽量保持较为均等的间隙，但是由于输出端内永磁钢套1、输出端外永磁钢套4、自由端内永磁钢套7和自由端外永磁钢套9的充磁均匀度并不一定很高，所以可能会出现一定程度的倾斜，输出端衬套3和自由端衬套8则会自适应调节输出端内永磁钢套1与输出端外永磁钢套4之间、自由端内永磁钢套7与自由端外永磁钢套9之间的间隙并承受一定摩擦力，使电机主轴5保持正常超高速运转。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于永磁钢磁力轴承的超高速无刷电机，包括电机定子、电机主轴、输出端端盖、输出端轴承、自由端端盖和自由端轴承，所述输出端端盖和所述自由端端盖分别安装于所述电机定子的两端，其特征在于：还包括封闭圆环形的输出端衬套和封闭圆环形的自由端衬套，所述输出端轴承包括输出端内永磁钢套、输出端外永磁钢套和所述输出端衬套，所述输出端衬套置于所述输出端内永磁钢套和所述输出端外永磁钢套之间，所述输出端外永磁钢套安装于所述输出端端盖上，所述输出端内永磁钢套安装在所述电机主轴的输出端；所述自由端轴承包括自由端内永磁钢套、自由端外永磁钢套和所述自由端衬套，所述自由端衬套置于所述自由端内永磁钢套和所述自由端外永磁钢套之间，所述自由端外永磁钢套安装于所述自由端端盖上，所述自由端内永磁钢套安装在所述电机主轴的自由端。

2.根据权利要求1所述的基于永磁钢磁力轴承的超高速无刷电机，其特征在于：所述输出端内永磁钢套的南北极与所述输出端外永磁钢套的南北极方向相反且两者的磁力线闭合，所述自由端内永磁钢套的南北极与所述自由端外永磁钢套的南北极方向相反且两者的磁力线闭合。

3.根据权利要求1或2所述的基于永磁钢磁力轴承的超高速无刷电机，其特征在于：所述输出端衬套和所述自由端衬套均为非导磁材料衬套。