CN212183263U - 一种超高速直驱电机的轴承结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是超高速直驱电机的轴承结构，其结构是前、后端保护轴承分别安装在机壳两端的前、后端盖上的轴承室内腔，前端磁轴承定子、电机定子和后端磁轴承定子依次安装在机壳内侧，前、后端磁轴承定子分别位于机壳的前后两端，电机定子内侧的电机主轴中部上镶嵌有电机磁钢转子，电机磁钢转子上装有防护套，后、前端磁轴承转子分别叠压在前、后端磁轴承定子内侧的电机主轴上、且外侧端都通过压圈压紧固定。本实用新型的优点：有效降低了电机能耗、提高了电机的效率，实现了超高速直驱电机高效节能的目标。制作和装配简单，保养维修成本低廉，使用寿命长，可实现批量标准化生产。有效解决了25000r/min超高速直驱电机轴承结构问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种超高速直驱电机的轴承结构，具体涉及一种用于提高电机效率、减少电机机械损耗的25000r/min超高速直驱电机的新型轴承结构。
背景技术
随着科学技术的发展，电机行业也日新月异，市场及客户对电机的性能要求、质量、效率越来越高，电机的结构也由原来的单一化逐步向复杂化、综合化进行发展，电机内部空间结构越来越紧凑；电机的设计也由单一化向复杂化、智能化、集成化发展，对电机的效率、能耗越来越重视。如何提高电机的运行效率，降低损耗是很多单位企业不得不克服解决的问题。
在25000r/min超高速直驱电机的发展与推广下，越来越多的企业也逐步在研发及设计其轴承结构，对其的性能要求也越来越高。在高速领域主要是控制降低其机械损耗，提高轴承的运行效率；而对于超高速电机轴承结构来说，其结构与技术也还处在相对初级阶段。
实用新型内容
本实用新型提出的是一种超高速直驱电机的轴承结构，其目的旨在填补现有技术存在的上述空白，通过合理的结构设计，充分利用电机的内部空间结构，克服现有产品研发过程中的不足，提高电机的运行效率，采用磁轴承，在电机运行时通过对磁轴承进行通电，产生不同方向的磁场使转子进行悬浮，再通过电机定子产生旋转磁场带动转子转动，实现电机的超高速运转。
本实用新型的技术解决方案：一种超高速直驱电机的轴承结构，其结构包括前端保护轴承、后端保护轴承、前端磁轴承定子和后端磁轴承定子，其中前端保护轴承和后端保护轴承分别安装在机壳两端的前端盖和后端盖上的轴承室内腔，前端磁轴承定子、电机定子和后端磁轴承定子7依次安装在机壳内侧，前端磁轴承定子和后端磁轴承定子分别位于机壳的前后两端，电机定子内侧的电机主轴中部上镶嵌有电机磁钢转子，电机磁钢转子为永磁体，电机磁钢转子上装有防护套，矽钢片制作成型的前端磁轴承转子和后端磁轴承转子分别叠压在前端磁轴承定子和后端磁轴承定子内侧的电机主轴上、且外侧端都通过压圈压紧固定。
优选的，所述的前端盖和后端盖的轴承室内腔分别都设有轴承固定密封胶槽和孔用挡圈槽，前端盖和后端盖分别都通过设置在轴承固定密封胶槽内的轴承固定密封胶固定前端保护轴承和后端保护轴承的外圈，前端盖和后端盖分别都通过设置在孔用挡圈槽内的孔用挡圈锁紧前端保护轴承和后端保护轴承轴向。
优选的，所述的防护套与电机主轴和电机磁钢转子均为过盈配合，压圈与电机主轴过盈配合。
优选的，所述的前端保护轴承和后端保护轴承与电机主轴上相邻两个轴肩之间设有轴向保护间隙。
优选的，所述的前端保护轴承和后端保护轴承与电机主轴之间设有径向保护间隙。
优选的，所述的径向保护间隙小于前端磁轴承定子与前端磁轴承转子之间和后端磁轴承定子与后端磁轴承转子之间的磁轴承间隙、且小于电机定子与电机磁钢转子之间的电机间隙。
本实用新型的优点：在直驱超高速电机制作研发领域，填补现有技术、工艺、结构中存在的空白，提供一种超高速直驱电机的轴承结构，有效降低了电机的能耗、提高了电机的效率，实现了超高速直驱电机高效节能的目标。同时该结构制作和装配简单，后期保养维修成本低廉，使用寿命长，可以实现批量标准化生产。有效解决了25000r/min超高速直驱电机的轴承结构问题。
附图说明
图1是本实用新型超高速直驱电机的轴承结构的结构示意图。
图中的1是电机主轴(组件)、2是前端保护轴承、3是前端盖、4是前端磁轴承定子、5是机壳、6是电机定子、7是后端磁轴承定子、8是后端盖、9是后端保护轴承、10是孔用挡圈槽、11是压圈、12是后端磁轴承转子、13是防护套、14是电机磁钢转子、15是前端磁轴承转子、16是轴承固定密封胶槽、17是轴向保护间隙、18是径向保护间隙、19是磁轴承间隙、20是电机间隙。
具体实施方式
下面结合实施例和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，一种超高速直驱电机的轴承结构，其结构包括前端保护轴承2、后端保护轴承9、前端磁轴承定子4和后端磁轴承定子7，其中前端保护轴承2和后端保护轴承9分别安装在机壳5两端的前端盖3和后端盖8上的轴承室内腔，前端磁轴承定子4、电机定子6和后端磁轴承定子7依次安装在机壳5内侧，前端磁轴承定子4和后端磁轴承定子7分别位于机壳5的前后两端，电机定子6内侧的电机主轴1中部上镶嵌有电机磁钢转子14，电机磁钢转子14为永磁体，电机磁钢转子14上装有防护套13，矽钢片制作成型的前端磁轴承转子15和后端磁轴承转子12分别叠压在前端磁轴承定子4和后端磁轴承定子7内侧的电机主轴1上、且外侧端都通过压圈11压紧固定。
所述的前端保护轴承2和后端保护轴承9都为高速球轴承。
所述的前端盖3和后端盖8的轴承室内腔分别都设有轴承固定密封胶槽16和孔用挡圈槽10，前端盖3和后端盖8分别都通过设置在轴承固定密封胶槽16内的轴承固定密封胶固定前端保护轴承2和后端保护轴承9的外圈，前端盖3和后端盖8分别都通过设置在孔用挡圈槽10内的孔用挡圈锁紧前端保护轴承2和后端保护轴承9轴向。轴承固定密封胶槽16的目的是防止前端保护轴承2和后端保护轴承9的外圈跟转，孔用挡圈槽10内安装孔用挡圈，目的是控制前端保护轴承2和后端保护轴承9的轴向松动，实现前端保护轴承2和后端保护轴承9的锁紧。
所述的防护套13与电机主轴1和电机磁钢转子14均为过盈配合，压圈11与电机主轴1过盈配合。
所述的前端保护轴承2和后端保护轴承9与电机主轴1上相邻两个轴肩之间设有轴向保护间隙17。避免电机主轴1在高速运转时前端保护轴承2和后端保护轴承9跟其一起运转。
所述的前端保护轴承2和后端保护轴承9与电机主轴1之间设有径向保护间隙18。电机主轴1在高速运行时前端保护轴承2和后端保护轴承9不参与旋转，只有在启动与停止时才旋转，达到保护电机主轴1上的所有转子组件的目的，从而延长电机的使用寿命。
所述的径向保护间隙18小于前端磁轴承定子4与前端磁轴承转子15之间和后端磁轴承定子7与后端磁轴承转子12之间的磁轴承间隙19、且小于电机定子6与电机磁钢转子14之间的电机间隙20。
根据以上结构，工作时，采用常规的高速球轴承前端保护轴承2和后端保护轴承9与前端磁轴承定子4和后端磁轴承定子7组件相配合，在电机启动与停止时起到保护作用，在电机运行启动后通过对前端磁轴承定子4和后端磁轴承定子7通电，使其产生不同方向的磁场将其电机主轴1悬浮起来，同时电机磁钢转子14在受到来自电机定子6的旋转磁场的作用力下进行运转；达到电机的高速运行，在电机停止时先切断电机定子6的电源，待转速降低到一定的转速，再切断磁轴承的电源，由于惯性的存在，电机主轴1会带动前端保护轴承2和后端保护轴承9运转，直至电机主轴1停止运转；电机在高速运转的过程中保护前端保护轴承2和后端保护轴承9不参与运转；通过控制前端磁轴承定子4和后端磁轴承定子7电压及方向控制磁轴承磁场强度及磁场方向，达到使电机主轴1悬浮；电机主轴1上电机磁钢转子14采用永磁体结构，将永磁体镶嵌到电机主轴1上，永磁体上安装防护套13。前端磁轴承转子15和后端磁轴承转子12采用矽钢片制作成型，在电机磁钢转子14安装到位，防护套13安装到位，加工好后，再进行前端磁轴承转子15和后端磁轴承转子12的叠压，其依靠压圈11进行压紧固定。
以上所述各部件均为现有技术，本领域技术人员可使用任意可实现其对应功能的型号和现有设计。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种超高速直驱电机的轴承结构，其特征包括前端保护轴承(2)、后端保护轴承(9)、前端磁轴承定子(4)和后端磁轴承定子(7)，其中前端保护轴承(2)和后端保护轴承(9)分别安装在机壳(5)两端的前端盖(3)和后端盖(8)上的轴承室内腔，前端磁轴承定子(4)、电机定子(6)和后端磁轴承定子(7)依次安装在机壳(5)内侧，前端磁轴承定子(4)和后端磁轴承定子(7)分别位于机壳(5)的前后两端，电机定子(6)内侧的电机主轴(1)中部上镶嵌有电机磁钢转子(14)，电机磁钢转子(14)为永磁体，电机磁钢转子(14)上装有防护套(13)，矽钢片制作成型的前端磁轴承转子(15)和后端磁轴承转子(12)分别叠压在前端磁轴承定子(4)和后端磁轴承定子(7)内侧的电机主轴(1)上、且外侧端都通过压圈(11)压紧固定。
2.如权利要求1所述的一种超高速直驱电机的轴承结构，其特征是所述的前端盖(3)和后端盖(8)的轴承室内腔分别都设有轴承固定密封胶槽(16)和孔用挡圈槽(10)，前端盖(3)和后端盖(8) 分别都通过设置在轴承固定密封胶槽(16)内的轴承固定密封胶固定前端保护轴承(2)和后端保护轴承(9)的外圈，前端盖(3)和后端盖(8)分别都通过设置在孔用挡圈槽(10)内的孔用挡圈锁紧前端保护轴承(2)和后端保护轴承(9)轴向。
3.如权利要求1所述的一种超高速直驱电机的轴承结构，其特征是所述的防护套(13)与电机主轴(1)和电机磁钢转子(14)均为过盈配合，压圈(11)与电机主轴(1)过盈配合。
4.如权利要求1所述的一种超高速直驱电机的轴承结构，其特征是所述的前端保护轴承(2)和后端保护轴承(9)与电机主轴(1)上相邻两个轴肩之间设有轴向保护间隙(17)。
5.如权利要求1所述的一种超高速直驱电机的轴承结构，其特征是所述的前端保护轴承(2)和后端保护轴承(9)与电机主轴(1)之间设有径向保护间隙(18)。
6.如权利要求5所述的一种超高速直驱电机的轴承结构，其特征是所述的径向保护间隙(18)小于前端磁轴承定子(4)与前端磁轴承转子(15)之间和后端磁轴承定子(7)与后端磁轴承转子(12)之间的磁轴承间隙(19)、且小于电机定子(6)与电机磁钢转子(14)之间的电机间隙(20)。
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