CN106849482A - 无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法 - Google Patents

无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106849482A
CN106849482A CN201710120235.8A CN201710120235A CN106849482A CN 106849482 A CN106849482 A CN 106849482A CN 201710120235 A CN201710120235 A CN 201710120235A CN 106849482 A CN106849482 A CN 106849482A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bearing
magnetic suspension
magnetic
axial
radial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710120235.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106849482B (zh
Inventor
金超武
徐龙祥
周瑾
汪蕾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201710120235.8A priority Critical patent/CN106849482B/zh
Publication of CN106849482A publication Critical patent/CN106849482A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106849482B publication Critical patent/CN106849482B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N15/00—Holding or levitation devices using magnetic attraction or repulsion, not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法，涉及磁悬浮电机技术领域。所述磁悬浮电机包括工作机（1）、左保护轴承（2‑1）、左轴向磁悬浮轴承（3‑1）、左径向磁悬浮轴承（4‑1）、高速电机（5）、右径向磁悬浮轴承（4‑2）、右轴向磁悬浮轴承（3‑2）、右保护轴承（2‑2）、转子芯轴（6）。径向磁悬浮轴承与径向导磁材料（8）之间的电磁力、轴向磁悬浮轴承与轴向导磁材料（7）之间的电磁力，对转子芯轴（6）径向和轴向的位移进行主动控制；本发明省去了推力盘（9），便于磁悬浮电机装配和冷却，而且转子动力学性能满足高速旋转的要求。

Description

无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法
技术领域
本发明专利涉及磁悬浮技术领域，特别涉及一种磁悬浮电机应用领域。
背景技术
在磁悬浮电机结构中，传统的磁悬浮电机结构包括工作机（叶轮或其他负载），左保护轴承，左径向磁悬浮轴承，高速电机，左轴向磁悬浮轴承，推力盘，右轴向磁悬浮轴承，右径向磁悬浮轴承，右保护轴承，转子芯轴。转子芯轴在径向磁悬浮轴承对应位置套有导磁材料，导磁材料和径向磁悬浮轴承之间的电磁力可对转子芯轴的径向位移主动控制，轴向磁悬浮轴承和推力盘之间的电磁力可对转子芯轴的轴向位移主动控制。推力盘直径比径向磁悬浮轴承转子直径大，轴向磁悬浮轴承分布在推力盘端面两端。
传统的磁悬浮电机中，采用风冷时，冷却流道沿转子轴线，主要用于永磁体冷却，如图2中箭头所示，冷却介质依次经过左保护轴承、左径向磁悬浮轴承、高速电机、左轴向磁悬浮轴承、推力盘、右轴向磁悬浮轴承、右径向磁悬浮轴承、右保护轴承。因为大直径推力盘的存在阻挡了冷却介质的流道，所以永磁体温升大容易失磁。并且径向磁悬浮轴承、轴向磁悬浮轴承、推力盘、转子芯轴装配或拆卸很不方便。
发明内容
本发明针对现有磁悬浮电机结构的不足，提供一种无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法，能使冷却介质流道畅通，冷却效果好，并且方便拆装。
本发明通过以下措施来实现的：
一种无推力盘的磁悬浮电机，包括工作机、左保护轴承、左轴向磁悬浮轴承、左径向磁悬浮轴承、高速电机、右径向磁悬浮轴承、右轴向磁悬浮轴承、右保护轴承、转子芯轴；所述转子芯轴为对称结构，它由中间段，位于中间段外侧的左第二段、右第二段，位于左、右第二段外侧的左第三段、右第三段组成；所述高速电机布置于转子芯轴的中间段，所述左径向磁悬浮轴承、右径向磁悬浮轴承布置于转子芯轴的中间段且分别位于高速电机左右两侧；所述左轴向磁悬浮轴承、右轴向磁悬浮轴承分别布置于转子芯轴的左第二段、右第二段；所述左保护轴承、右保护轴承分别安装于转子芯轴的左第三段、右第三段；所述的工作机安装于转子芯轴的一端；所述转子芯轴中间段在左径向磁悬浮轴承和右径向磁悬浮轴承对应位置套有径向导磁材料；所述转子芯轴中间段的端面在左轴向磁悬浮轴承和右轴向磁悬浮轴承对应位置套有轴向导磁材料。
所述无推力盘的磁悬浮电机的工作方法，其特征在于：径向磁悬浮轴承与径向导磁材料之间的电磁力、轴向磁悬浮轴承与轴向导磁材料之间的电磁力，对转子芯轴径向和轴向的位移进行主动控制；冷却介质依次经过左轴向磁悬浮轴承、左径向磁悬浮轴承、高速电机、右径向磁悬浮轴承、右轴向磁悬浮轴承，流道畅通。
本发明的工作原理：
所述转子芯轴中间段在径向磁悬浮轴承对应位置套有径向导磁材料、端面套有轴向导磁材料，转子芯轴中间段端面可以作为推力盘的两个端面。当磁悬浮轴承的线圈通电时，无论转子芯轴在静态悬浮状态还是高速旋转状态，磁悬浮轴承和导磁材料之间的电磁力都能对转子芯轴位移进行主动控制。高速电机控制转子芯轴的转速。保护轴承在径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承不工作时对转子芯轴起支撑和保护作用。
磁悬浮电机工作时，冷却介质依次经过工作机、左保护轴承、左轴向磁悬浮轴承、左径向磁悬浮轴承、高速电机、右径向磁悬浮轴承、右轴向磁悬浮轴承、右保护轴承，如图1中箭头所示，流道畅通，阻力小，所以永磁体升温小，冷却效果好。
本发明的有益效果：
1.转子芯轴中间段端面套有导磁材料，所以转子芯轴中间段两端的端面可以作为推力盘的两个端面，省去了推力盘。
2.冷却介质流道畅通，阻力小，所以永磁体升温小，冷却效果好，解决了永磁体易失磁难题。
3.轴向磁悬浮轴承布置在两个径向磁悬浮轴承之外，并且无推力盘，便于装配。
附图说明
图1为无推力盘的磁悬浮电机结构图；
图2为传统的磁悬浮电机结构图；
图中标号名称：1工作机，2-1左保护轴承，2-2右保护轴承，3-1左轴向磁悬浮轴承，3-2右轴向磁悬浮轴承，4-1左径向磁悬浮轴承，4-2右径向磁悬浮轴承，5高速电机，6转子芯轴，7-1左轴向导磁材料，7-2右轴向导磁材料，8-1左径向导磁材料，8-2右径向导磁材料，9推力盘。
具体实施方式
以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。
本发明公开了一种无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法，涉及磁悬浮电机技术领域。该磁悬浮电机结构包括工作机1，左保护轴承2-1，左轴向磁悬浮轴承3-1，左径向磁悬浮轴承4-1，高速电机5，右径向磁悬浮轴承4-2，右轴向磁悬浮轴承3-2，右保护轴承2-2，转子芯轴6。所述转子芯轴6为对称结构，它由中间段，位于中间段外侧的左第二段、右第二段，位于左、右第二段外侧的左第三段、右第三段组成。所述高速电机5布置于转子芯轴6的中间段，所述左径向磁悬浮轴承4-1、右径向磁悬浮轴承4-2布置于转子芯轴6的中间段且分别位于高速电机5左右两侧；所述左轴向磁悬浮轴承3-1、右轴向磁悬浮轴承3-2分别布置于转子芯轴6的左第二段、右第二段；所述左保护轴承2-1、右保护轴承2-2分别安装于转子芯轴6的左第三段、右第三段；所述的工作机1安装于转子芯轴6的一端。所述转子芯轴6中间段在径向磁悬浮轴承对应位置套有径向导磁材料、端面套有轴向导磁材料，转子芯轴6中间段端面可以作为推力盘9的两个端面。
高速电机5控制转子芯轴6的转速。保护轴承在径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承不工作时对转子芯轴6起支撑和保护作用。
结构如图1，当径向磁悬浮轴承的线圈通电时，径向磁悬浮轴承和径向导磁材料之间的电磁力对转子径向的位移进行主动控制；当轴向磁悬浮轴承3的线圈通电时，轴向磁悬浮轴承和轴向导磁材料之间的电磁力对转子轴向的位移进行主动控制。磁悬浮电机工作时，冷却介质依次经过左轴向磁悬浮轴承3-1、左径向磁悬浮轴承4-1、高速电机5、右径向磁悬浮轴承4-2、右轴向磁悬浮轴承3-2，如图1中箭头所示，流道畅通，阻力小，所以永磁体温升小，冷却效果好。无推力盘的磁悬浮电机结构在装配时，可依次装配转子，左保护轴承2-1，左轴向磁悬浮轴承3-1，左径向磁悬浮轴承4-1，高速电机5，右径向磁悬浮轴承4-2，右轴向磁悬浮轴承3-2，右保护轴承2-2。相比于传统的磁悬浮电机结构，装配和拆卸都很方便。

Claims (2)

1.一种无推力盘的磁悬浮电机，
包括工作机（1）、左保护轴承（2-1）、左轴向磁悬浮轴承（3-1）、左径向磁悬浮轴承（4-1）、高速电机（5）、右径向磁悬浮轴承（4-2）、右轴向磁悬浮轴承（3-2）、右保护轴承（2-2）、转子芯轴（6）；
其特征在于：
所述转子芯轴（6）为对称结构，它由中间段，位于中间段外侧的左第二段、右第二段，位于左、右第二段外侧的左第三段、右第三段组成；
所述高速电机（5）布置于转子芯轴（6）的中间段，所述左径向磁悬浮轴承（4-1）、右径向磁悬浮轴承（4-2）布置于转子芯轴（6）的中间段且分别位于高速电机（5）左右两侧；
所述左轴向磁悬浮轴承（3-1）、右轴向磁悬浮轴承（3-2）分别布置于转子芯轴（6）的左第二段、右第二段；
所述左保护轴承（2-1）、右保护轴承（2-2）分别安装于转子芯轴（6）的左第三段、右第三段；
所述的工作机（1）安装于转子芯轴（6）的一端；
所述转子芯轴（6）中间段在左径向磁悬浮轴承（4-1）和右径向磁悬浮轴承（4-2）对应位置套有径向导磁材料；
所述转子芯轴（6）中间段的端面在左轴向磁悬浮轴承（3-1）和右轴向磁悬浮轴承（3-2）对应位置套有轴向导磁材料。
2.根据权利要求1所述无推力盘的磁悬浮电机的工作方法，其特征在于：
径向磁悬浮轴承与径向导磁材料之间的电磁力、轴向磁悬浮轴承与轴向导磁材料之间的电磁力，对转子芯轴（6）径向和轴向的位移进行主动控制；
冷却介质依次经过左轴向磁悬浮轴承（3-1）、左径向磁悬浮轴承（4-1）、高速电机（5）、右径向磁悬浮轴承（4-2）、右轴向磁悬浮轴承（3-2），流道畅通。
CN201710120235.8A 2017-03-02 2017-03-02 无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法 Active CN106849482B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710120235.8A CN106849482B (zh) 2017-03-02 2017-03-02 无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710120235.8A CN106849482B (zh) 2017-03-02 2017-03-02 无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106849482A true CN106849482A (zh) 2017-06-13
CN106849482B CN106849482B (zh) 2019-04-05

Family

ID=59137342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710120235.8A Active CN106849482B (zh) 2017-03-02 2017-03-02 无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106849482B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107222132A (zh) * 2017-06-30 2017-09-29 北京航空航天大学 一种无推力盘磁悬浮电机
CN107370321A (zh) * 2017-08-24 2017-11-21 莱克电气股份有限公司 一种吸尘器电机及吸尘器
CN109340258A (zh) * 2018-11-21 2019-02-15 珠海格力电器股份有限公司 一种新型永磁电动磁悬浮轴承结构
WO2019037523A1 (zh) * 2017-08-24 2019-02-28 莱克电气股份有限公司 一种吸尘器电机及吸尘器
CN109780059A (zh) * 2019-03-07 2019-05-21 苏州赛得尔智能科技有限公司 一种四自由度直线电机用磁悬浮轴承
CN110571971A (zh) * 2019-11-06 2019-12-13 山东天瑞重工有限公司 一种带负压风冷装置的磁悬浮电机
CN115217845A (zh) * 2021-04-19 2022-10-21 青岛海特生物医疗有限公司 离心机

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2785734A1 (fr) * 1998-11-05 2000-05-12 Aerospatiale Dispositif magnetique pour corps tournant et ensemble mecanique le comportant
CN101521432A (zh) * 2008-02-25 2009-09-02 卓向东 永磁抗震磁悬浮轴承电机
US20100109463A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 University Of Virginia Patent Foundation Hybrid Five Axis Magnetic Bearing System Using Axial Passive PM Bearing Magnet Paths and Radial Active Magnetic Bearings with Permanent Magnet Bias and Related Method
CN202273889U (zh) * 2011-10-13 2012-06-13 山东科技大学 一种磁悬浮飞轮离心式鼓风机
CN203632454U (zh) * 2013-10-30 2014-06-04 南京邮电大学 一种用于电动汽车的磁悬浮飞轮储能电池
CN104539096A (zh) * 2014-12-31 2015-04-22 天津美湖机电科技有限公司 磁悬浮高速电机
CN107289004A (zh) * 2017-07-27 2017-10-24 江苏大学 一种车载飞轮电池用交直流五自由度锥球面混合磁轴承

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2785734A1 (fr) * 1998-11-05 2000-05-12 Aerospatiale Dispositif magnetique pour corps tournant et ensemble mecanique le comportant
CN101521432A (zh) * 2008-02-25 2009-09-02 卓向东 永磁抗震磁悬浮轴承电机
US20100109463A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 University Of Virginia Patent Foundation Hybrid Five Axis Magnetic Bearing System Using Axial Passive PM Bearing Magnet Paths and Radial Active Magnetic Bearings with Permanent Magnet Bias and Related Method
CN202273889U (zh) * 2011-10-13 2012-06-13 山东科技大学 一种磁悬浮飞轮离心式鼓风机
CN203632454U (zh) * 2013-10-30 2014-06-04 南京邮电大学 一种用于电动汽车的磁悬浮飞轮储能电池
CN104539096A (zh) * 2014-12-31 2015-04-22 天津美湖机电科技有限公司 磁悬浮高速电机
CN107289004A (zh) * 2017-07-27 2017-10-24 江苏大学 一种车载飞轮电池用交直流五自由度锥球面混合磁轴承

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱益利: "《主动磁悬浮轴承***中新型保护轴承的研究》", 《中国期刊网博士学位论文库》 *
朱益利: "《保护轴承***中弹性环不同安装位置对转子跌落后动力学响应的影响》", 《航空动力学报》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107222132A (zh) * 2017-06-30 2017-09-29 北京航空航天大学 一种无推力盘磁悬浮电机
CN107222132B (zh) * 2017-06-30 2019-06-11 北京航空航天大学 一种无推力盘磁悬浮电机
CN107370321A (zh) * 2017-08-24 2017-11-21 莱克电气股份有限公司 一种吸尘器电机及吸尘器
WO2019037523A1 (zh) * 2017-08-24 2019-02-28 莱克电气股份有限公司 一种吸尘器电机及吸尘器
WO2019037524A1 (zh) * 2017-08-24 2019-02-28 莱克电气股份有限公司 一种吸尘器电机及吸尘器
CN109340258A (zh) * 2018-11-21 2019-02-15 珠海格力电器股份有限公司 一种新型永磁电动磁悬浮轴承结构
CN109780059A (zh) * 2019-03-07 2019-05-21 苏州赛得尔智能科技有限公司 一种四自由度直线电机用磁悬浮轴承
CN110571971A (zh) * 2019-11-06 2019-12-13 山东天瑞重工有限公司 一种带负压风冷装置的磁悬浮电机
CN110571971B (zh) * 2019-11-06 2020-03-03 山东天瑞重工有限公司 一种带负压风冷装置的磁悬浮电机
CN115217845A (zh) * 2021-04-19 2022-10-21 青岛海特生物医疗有限公司 离心机

Also Published As

Publication number Publication date
CN106849482B (zh) 2019-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106849482A (zh) 无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法
CN102974474B (zh) 一种超速离心机
CN104201935B (zh) 一种四自由度磁悬浮飞轮
KR20200039811A (ko) 수동 제어 가변식 회전자/고정자 정렬을 갖는 영구 자석 모터
WO2020001291A1 (zh) 一种盘式三自由度磁悬浮开关磁阻电机
CN204858842U (zh) 磁悬浮感应电机驱动式电动自行车
CN106050918B (zh) 一种永磁偏置五自由度集成化磁悬浮支撑***
MX2008005224A (es) Motor/generador de iman permanente sin escobillas con desacoplamiento axial del rotor para eliminar las perdidas por momento de torcion inducidas por el iman.
CN104118579B (zh) 一种四自由度单框架磁悬浮控制力矩陀螺
CN104539096A (zh) 磁悬浮高速电机
CN106972658A (zh) 磁悬浮超高速永磁电机的转子结构
CN102437798A (zh) 全永磁轴承支承的高速电主轴
CN104214216A (zh) 一种四自由度内转子磁轴承
WO2020001294A1 (zh) 一种五自由度无轴承开关磁阻电机
CN1743691A (zh) 低损耗混合励磁内转子径向磁浮轴承
CN104505974A (zh) 轮毂发电机
CN112160985A (zh) 不同磁极面的双片径向六极混合磁轴承支承的电主轴***
CN206790233U (zh) 一种磁悬浮超高速永磁电机的转子结构
CN105790543A (zh) 一种线圈静止型电磁涡流调速器
CN105827155A (zh) 一种电动汽车用磁悬浮飞轮储能电机
CN115123539B (zh) 一种直升机磁悬浮电动尾桨
CN204497908U (zh) 一种高速电机
CN101420151A (zh) 带轴向永磁推力盘的屏蔽泵
CN203830742U (zh) 高速电主轴
CN204821975U (zh) 磁悬浮开关磁阻电机驱动式电动车

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant