CN214251530U - 一种磁悬浮轴承试验装置及试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁悬浮轴承试验装置及试验系统，包括外部机匣、设置在外部机匣内的圆柱形电机安装腔、设置在外部机匣内且分别位于电机安装腔两端的轴承安装腔、设置在电机安装腔内的内置电机、设置在轴承安装腔内的磁悬浮轴承，轴承安装腔与电机安装腔同轴。本实用新型的有益效果是：本方案能够模拟转轴与磁悬浮轴承在动态或静态时的装配关系，从而能够测试磁悬浮轴承的静态性能与动态性能，实现全面测试的目的，保证后续使用的安全。

Description

一种磁悬浮轴承试验装置及试验系统

技术领域

本实用新型涉及磁悬浮轴承技术领域，具体的说，是一种磁悬浮轴承试验装置及试验系统。

背景技术

磁悬浮轴承利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触，具有机械磨损小、噪声小、无需润滑、无污染、高转速等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中，有着广泛的商业应用前景。磁悬浮轴承设计制造后需要测试承载力、温度、间隙位移等来检验轴承是否满足设计要求。市面上现采用的测试方法是磁悬浮轴承系统整个调试完成后才测试，或者采用静态装置测试其静态特性，均不能全面测试磁轴承各项设计要求。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种磁悬浮轴承试验装置及试验系统，能够在磁悬浮轴承系统调试之前测试静态性能或动态性能，从而实现全面测试磁悬浮性能的目的。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种磁悬浮轴承试验装置及试验系统，包括外部机匣、设置在外部机匣内的圆柱形电机安装腔、设置在外部机匣内且分别位于电机安装腔两端的轴承安装腔、设置在电机安装腔内的内置电机、设置在轴承安装腔内的磁悬浮轴承，轴承安装腔与电机安装腔同轴。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的内置电机与外部机匣之间设置有散热结构。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的散热结构包括设置在内置电机与外部机匣之间的环形隔离板，隔离板的两端与外部机匣密封连接，隔离板的中部与外部机匣之间形成间隙，外部机匣上设置有分别与间隙连通的冷却水入口和A冷却水出口。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的隔离板上设置有将间隙隔离成螺旋通道的外螺纹，冷却水入口与A冷却水出口分别与螺旋通道的两端连通。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的外部机匣的底面为平面，电机安装腔的最低点到外部机匣底面的距离大于电机安装腔的最高点到外部机匣顶面的距离。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的外部机匣内设置有位于电机安装腔下方且与间隙连通的下部冷却管道，外部机匣上设置有与下部冷却管道连通的B冷却水出口。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的轴承安装腔内设置有与磁悬浮轴承同轴的辅助轴承。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的外部机匣上设置有与内置电机连接的电机接头。

一种磁悬浮轴承试验系统，包括控制器和分别与控制器连接的驱动器、模拟量模块、工作交换机、操作面板、显示装置和试验装置，所述的驱动器与内置电机连接，模拟量模块连接有若干个设置在外部机匣内的传感器。

本方案所取得的有益效果是：

本方案能够模拟转轴与磁悬浮轴承在动态或静态时的装配关系，从而能够测试磁悬浮轴承的静态性能与动态性能，实现全面测试的目的，保证后续使用的安全。

附图说明

图1为试验装置的结构示意图；

图2为试验系统的框架图；

其中1-外部机匣，2-内置电机，3-电机安装腔，4-环形隔离板，6-下部冷却管道，7-B冷却水出口，8-冷却水入口，9-A冷却水出口，10-磁悬浮轴承，11-辅助轴承，12-电机接头。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，本实施例中，一种磁悬浮轴承试验装置，包括外部机匣1、设置在外部机匣1内的圆柱形电机安装腔3、设置在外部机匣1内且分别位于电机安装腔3两端的轴承安装腔、设置在电机安装腔3内的内置电机2、设置在轴承安装腔内的磁悬浮轴承10，轴承安装腔与电机安装腔3同轴。试验系统包括控制器和分别与控制器连接的驱动器、模拟量模块、工作交换机、操作面板、显示装置和试验装置，所述的驱动器与内置电机2连接，模拟量模块连接有若干个设置在外部机匣1内的传感器。磁悬浮轴承10内设置有内线圈，内线圈连接有与控制器连接的轴承控制器。

将转子安装在内置电机2内，使转子与内置电机2连接，磁悬浮轴承10套装在转子的两端。

需要进行静态试验时，使内置电机2处于关闭状态。利用轴承控制器使磁悬浮轴承10的内线圈逐渐得电直至额定最大值，在此过程中观察转子的浮起情况。

还能够人为偏离转子，观察轴承控制器自动调整转子时转子的位移情况。在整个过程中，用传感器检测磁悬浮轴承10的浮起力，观察浮起力与理论计算值是否一致，是否满足设计需求。将检测到的数据、参数传到PC工作站进行数据分析。

磁悬浮轴承静态试验数据分析合格后，可进行动态性能测试，将驱动器置于工作状态，通过驱动器启动内置电机2，使内置电机2逐渐由低速加到需要的额定速度，此过程具有一定的危险性，密切观察转子的旋转情况及各个数据参数。先在低速状态下，观察转子振动情况、磁悬浮轴承10的温度变化以及轴承控制器的工作状态，并将各个数据参数传到PC工作站进行数据分析；数据分析合格后，提高转子转速，再观察转子振动情况、磁悬浮轴承10的温度变化以及轴承控制器的工作状态，并将各个数据参数传到PC工作站进行数据分析；如此由低速到高速，直至额定速度进行试验。试验速度分段可根据需要自行设定。

实施例2：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的内置电机2与外部机匣1之间设置有散热结构。利用散热结构能够对内置电机2起到散热的作用，保证内置电机2的使用安全。

本实施例中，所述的散热结构包括设置在内置电机2与外部机匣1之间的环形隔离板4，隔离板4的两端与外部机匣1密封连接，隔离板4的中部与外部机匣1之间形成间隙，外部机匣1上设置有分别与间隙连通的冷却水入口8和A冷却水出口9。

利用间隙作为冷却水的通道，从冷却水入口8通入冷却水，冷却水流过间隙，再从A冷却水出口9排出，能够对间隙覆盖范围内的内置电机2进行冷却。

本实施例中，所述的隔离板4上设置有将间隙隔离成螺旋通道的外螺纹，冷却水入口8与A冷却水出口9分别与螺旋通道的两端连通。将间隙设置为螺旋通道能够控制水流的方向，使水流在内置电机2的圆周方向呈螺旋形流动，能够增加冷却的有效面积，提高冷却效率。

实施例3：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的外部机匣1的底面为平面，电机安装腔3的最低点到外部机匣1底面的距离大于电机安装腔3的最高点到外部机匣1顶面的距离。以此增加外部机匣1底部的厚度，能够提高外部机匣1的稳定性以及强度，有利于减少外部机匣1的振动，保证实验精度不受到影响。

本实施例中，所述的外部机匣1内设置有位于电机安装腔3下方且与间隙连通的下部冷却管道6，外部机匣1上设置有与下部冷却管道6连通的B冷却水出口7。部分冷却水从间隙流向下部冷却管道6内，能够对外部机匣1的下部进行冷却，加快外部机匣1的散热，

实施例4：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的轴承安装腔内设置有与磁悬浮轴承10同轴的辅助轴承11。利用辅助轴承11能够提高转轴的稳定性，从而保证实验数据的精准性。

本实施例中，所述的外部机匣1上设置有与内置电机2连接的电机接头12。

本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种磁悬浮轴承试验装置，其特征在于：包括外部机匣(1)、设置在外部机匣(1)内的圆柱形电机安装腔(3)、设置在外部机匣(1)内且分别位于电机安装腔(3)两端的轴承安装腔、设置在电机安装腔(3)内的内置电机(2)、设置在轴承安装腔内的磁悬浮轴承(10)，轴承安装腔与电机安装腔(3)同轴。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮轴承试验装置，其特征在于：所述的内置电机(2)与外部机匣(1)之间设置有散热结构。

3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮轴承试验装置，其特征在于：所述的散热结构包括设置在内置电机(2)与外部机匣(1)之间的环形隔离板(4)，隔离板(4)的两端与外部机匣(1)密封连接，隔离板(4)的中部与外部机匣(1)之间形成间隙，外部机匣(1)上设置有分别与间隙连通的冷却水入口(8)和A冷却水出口(9)。

4.根据权利要求3所述的一种磁悬浮轴承试验装置，其特征在于：所述的隔离板(4)上设置有将间隙隔离成螺旋通道的外螺纹，冷却水入口(8)与A冷却水出口(9)分别与螺旋通道的两端连通。

5.根据权利要求2或3所述的一种磁悬浮轴承试验装置，其特征在于：所述的外部机匣(1)的底面为平面，电机安装腔(3)的最低点到外部机匣(1)底面的距离大于电机安装腔(3)的最高点到外部机匣(1)顶面的距离。

6.根据权利要求5所述的一种磁悬浮轴承试验装置，其特征在于：所述的外部机匣(1)内设置有位于电机安装腔(3)下方且与间隙连通的下部冷却管道(6)，外部机匣(1)上设置有与下部冷却管道(6)连通的B冷却水出口(7)。

7.根据权利要求1所述的一种磁悬浮轴承试验装置，其特征在于：所述的轴承安装腔内设置有与磁悬浮轴承(10)同轴的辅助轴承(11)。

8.根据权利要求1所述的一种磁悬浮轴承试验装置，其特征在于：所述的外部机匣(1)上设置有与内置电机(2)连接的电机接头(12)。

9.一种磁悬浮轴承试验系统，其特征在于：包括控制器和分别与控制器连接的驱动器、模拟量模块、工作交换机、操作面板、显示装置和权利要求1-8中任一项所述的试验装置，所述的驱动器与内置电机(2)连接，模拟量模块连接有若干个设置在外部机匣(1)内的传感器。

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