CN211852513U - 一种磁力轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁力轴承，包括一对轴向磁轴承单体，两个轴向磁轴承单体平行相对且通过轴向轴承支座连接。本实用新型中两个轴向磁轴承单体分别在轴向推力盘的两端施加磁性推斥力，这样本磁力轴承就可更好地限制轴向推力盘的轴向移动，从而以非接触方式防止主轴发生轴向窜动，且两个轴向磁轴承单体通过轴向轴承支座连接成一体，这样，两个轴向磁轴承单体互相支持，使本磁力轴承的受力结构更为均衡，与轴向推力盘配合时能更好地平衡来自轴向推力盘的反作用力。

Description

一种磁力轴承

技术领域

本实用新型涉及一种轴承，更具体地说，它涉及一种磁力轴承。

背景技术

传统的电动机采用机械轴承支承转子，在转子转动过程中机械轴承自身仍存在机械振动及摩擦，不仅会影响转子的转速，还会产生噪声、热量，影响电机使用寿命，为此，人们实用新型了磁悬浮电机，采用非接触式支撑方式支承转子，可以消除机械摩擦，大大提高转速及使用寿命。但现有的磁悬浮电机常会因外力干扰、负载变化、控制失稳等原因而出现转子失稳现象，转子失稳后会在电机内部姿态失控，产生轴向窜动、离轴偏转等运动，与壳体、定子发生摩擦、撞击进而导致电机损坏。磁悬浮电机的主轴与磁力轴承间的配合对主轴运行的稳定性影响极大，磁悬浮电机运行时，磁悬浮电机的主轴与磁力轴承间存在很强的相互作用，磁力轴承必须均衡设置，可靠固定，才能确保磁悬浮电机的主轴的稳定运行。现有的轴向磁力轴承在结构设计、安装布局方面仍存在一些不合理之处。如公开号为CN106979225B的发明专利于2018年12月18日公开了一种锥形轴向磁轴承，属于磁悬浮轴承领域。其由两个锥形磁轴承构成，二者之间存有间隙，且锥形角方向相反；定子为8极结构，定子轭上嵌有4个环向充磁的永磁体，相互间隔90°，且两定子处于同一圆周位置角的永磁体充磁方向相反；两定子齿与齿对齐，处于同一空间位置的两定子齿上共同绕有一个绕组，共8个，且串联构成一套悬浮绕组；永磁体提供偏置磁通，通过控制悬浮绕组电流的大小和方向以产生所需的轴向悬浮力。该发明两磁轴承间磁路相互隔离，且仅存在径向磁通，无轴向磁路，定、转子均可由硅钢片叠压而成，加工简单，铁心损耗小，效率高。但该发明只能提供单向的轴向磁力，不利于控制轴的轴向窜动以及由此引发的机械碰撞、摩擦。

实用新型内容

现有的轴向磁力轴承在结构设计、安装布局方面仍存在一些不合理之处，不利于控制轴的轴向窜动以及由此引发的机械碰撞、摩擦，为克服这一缺陷，本实用新型提供了一种可提供双向磁斥力有效防止电机轴发生轴向窜动以及机械碰撞、摩擦的磁力轴承。

本实用新型的技术方案是：一种磁力轴承，包括一对轴向磁轴承单体，两个轴向磁轴承单体平行相对且通过轴向轴承支座连接。本磁力轴承用于磁悬浮电机上，与磁悬浮电机主轴上的轴向推力盘配合作用，轴向推力盘位于两个轴向磁轴承单体之间，轴向磁轴承单体通电时产生磁场，随芯轴转动的轴向推力盘相对轴向磁轴承单体运动时，轴向推力盘被磁化，也产生自身的磁场且与轴向磁轴承单体同极性相对，因此会对轴向磁轴承单体产生斥力。两个轴向磁轴承单体分别在轴向推力盘的两端施加磁性推斥力，这样本磁力轴承就可更好地限制轴向推力盘的轴向移动，从而以非接触方式防止主轴发生轴向窜动。两个轴向磁轴承单体通过轴向轴承支座连接成一体，这样，两个轴向磁轴承单体互相支持，使本磁力轴承的受力结构更为均衡，与轴向推力盘配合时能更好地平衡来自轴向推力盘的反作用力。

作为优选，轴向磁轴承单体包括轴向轴承外导磁环和轴向轴承线圈，轴向轴承线圈围绕轴向轴承外导磁环的轴线均布在轴向轴承外导磁环上。轴向轴承线圈通电时产生磁力，并通过轴向轴承外导磁环均匀分布磁场，磁悬浮电机主轴转动时，与轴向轴承线圈相对运动的轴向推力盘被磁化，与轴向磁轴承间产生斥力，磁悬浮电机主轴从而获得轴向阻力，避免发生轴向窜动。

作为优选，轴向轴承外导磁环内端面设有环形嵌槽，环形嵌槽与轴向轴承外导磁环同轴，轴向轴承线圈嵌置于环形嵌槽内。这样可以方便地实现轴向轴承线圈在轴向轴承外导磁环上的环形均布。

作为优选，轴向轴承外导磁环外端设有法兰结构，两个轴向磁轴承单体的轴向轴承外导磁环内端面相对，轴向轴承支座两端分别与法兰结构抵接并通过螺栓连接。通过此种结构可方便地实现轴向磁轴承单体与轴向轴承支座的连接组合。

作为优选，轴向轴承外导磁环上设有贯通内、外端面的走线槽。每个轴向轴承线圈上都连有电线，设置走线槽可以方便电线集中向外延伸而不影响轴向轴承外导磁环在磁悬浮电机中的安装。

作为优选，轴向轴承外导磁环和轴向轴承线圈之间隔有绝缘电缆纸。绝缘电缆纸可以进一步确保轴向轴承线圈与轴向轴承外导磁环之间的绝缘。

作为优选，轴向轴承支座的外周面上设有径向外凸的定位凸环。本磁力轴承需要在磁悬浮电机中妥善固定，设置定位凸环便于与磁悬浮电机内部的槽结构配合，实现本磁力轴承在壳体内的定位，从而更有效地防止电机轴发生轴向窜动以及机械碰撞、摩擦。

本实用新型的有益效果是：

结构、布局更合理。本实用新型中两个轴向磁轴承单体分别在轴向推力盘的两端施加磁性推斥力，这样本磁力轴承就可更好地限制轴向推力盘的轴向移动，从而以非接触方式防止主轴发生轴向窜动。

受力结构更为均衡。本实用新型中两个轴向磁轴承单体通过轴向轴承支座连接成一体，这样，两个轴向磁轴承单体互相支持，使本磁力轴承的受力结构更为均衡，与轴向推力盘配合时能更好地平衡来自轴向推力盘的反作用力。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为本实用新型中轴向磁轴承单体的一种结构示意图；

图3为本实用新型中轴向磁轴承单体的轴截面剖视图；

图4为与本实用新型配合的主轴的纵剖面结构示意图

图5为应用本实用新型的磁悬浮电机的纵剖面结构示意图。

图中，1-轴向磁轴承单体，2-轴向轴承支座，3-轴向轴承外导磁环，4-轴向轴承线圈，5-环形嵌槽，6-走线槽，7-定位凸环，8-主轴，9-芯轴，10-转子永磁体，11-轴向推力盘，12-定位套，13-转子铁芯，14-定位环，15-径向凸台，16-外壳，17-定子组件。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：

如图1至图5所示，一种磁力轴承，设于磁悬浮电机内，该磁悬浮电机包括外壳16、定子组件17及主轴8，定子组件17内置于外壳16中，主轴8转动穿连在定子组件17内，本磁力轴承套接在主轴8上。主轴8包括芯轴9、转子永磁体10、轴向推力盘11、定位套12、转子铁芯13和定位环14，定位环14通过螺纹固定在芯轴9两端，转子铁芯13套接在芯轴9上并与定位环14内端相抵，定位套12套接在芯轴9上并与转子铁芯13内端相抵，芯轴9中前端一体设有径向凸台15，转子永磁体10、轴向推力盘11分别位于径向凸台15两侧，转子永磁体10分别与定位套12和径向凸台15相抵，轴向推力盘11两端分别与定位套12和径向凸台15相抵。本磁力轴承包括一对轴向磁轴承单体1，两个轴向磁轴承单体1平行相对且通过轴向轴承支座2连接，轴向推力盘11位于两个轴向磁轴承单体1之间。轴向磁轴承单体1包括轴向轴承外导磁环3和轴向轴承线圈4，轴向轴承线圈4围绕轴向轴承外导磁环3的轴线均布在轴向轴承外导磁环3上。轴向轴承外导磁环3内端面设有环形嵌槽5，环形嵌槽5与轴向轴承外导磁环3同轴，轴向轴承线圈4嵌置于环形嵌槽5内。轴向轴承外导磁环3外端设有法兰结构，两个轴向磁轴承单体1的轴向轴承外导磁环3内端面相对，轴向轴承支座2两端分别与法兰结构抵接并通过螺栓连接。轴向轴承外导磁环3上设有贯通内、外端面的走线槽6，走线槽6为两个且在轴向轴承外导磁环3上相对设置。轴向轴承外导磁环3和轴向轴承线圈4之间隔有绝缘电缆纸。轴向轴承支座2的外周面上一体设有径向外凸的定位凸环7，便于与外壳16内部的定位槽配合。

本磁悬浮电机启动后，轴向磁轴承单体1通电成为电磁铁，随芯轴9转动的轴向推力盘11相对轴向磁轴承单体1运动，轴向推力盘11被磁化，也产生了本身的磁场且与轴向磁轴承单体1同极性相对，因此会对轴向磁轴承单体1产生斥力，这样轴向磁轴承单体1就可防止轴向推力盘11，乃至本磁力轴承发生轴向窜动。两个轴向磁轴承单体1分别在轴向推力盘11的两端施加磁性推斥力，这样本磁力轴承就可以通过对轴向推力盘11的轴向非接触约束而防止主轴8发生轴向窜动。

Claims (6)

1.一种磁力轴承，其特征是包括一对轴向磁轴承单体（1），两个轴向磁轴承单体（1）平行相对且通过轴向轴承支座（2）连接，轴向磁轴承单体（1）包括轴向轴承外导磁环（3）和轴向轴承线圈（4），轴向轴承线圈（4）围绕轴向轴承外导磁环（3）的轴线均布在轴向轴承外导磁环（3）上。

2.根据权利要求1所述的磁力轴承，其特征是轴向轴承外导磁环（3）内端面设有环形嵌槽（5），环形嵌槽（5）与轴向轴承外导磁环（3）同轴，轴向轴承线圈（4）嵌置于环形嵌槽（5）内。

3.根据权利要求1所述的磁力轴承，其特征是轴向轴承外导磁环（3）外端设有法兰结构，两个轴向磁轴承单体（1）的轴向轴承外导磁环（3）内端面相对，轴向轴承支座（2）两端分别与法兰结构抵接并通过螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的磁力轴承，其特征是轴向轴承外导磁环（3）上设有贯通内、外端面的走线槽。

5.根据权利要求1所述的磁力轴承，其特征是轴向轴承外导磁环（3）和轴向轴承线圈（4）之间隔有绝缘电缆纸。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的磁力轴承，其特征是轴向轴承支座（2）的外周面上设有径向外凸的定位凸环（7）。

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