CN110729846A - 一种由混磁轴承支撑驱动纺杯的超高速新型电机结构 - Google Patents
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Abstract
一种由混磁轴承支撑驱动纺杯的超高速新型电机结构，属于纺织机械技术领域，结构上由主轴、轴向线圈座、黑胶层、径向悬浮结构、轴向悬浮结构、电机盖构成，电机通电后小套筒线圈和大套筒线圈产生旋转磁场并作用于电机主轴，形成磁电动力旋转扭矩，主轴开始悬浮转动，轴向上第二上磁环和第二下磁环，产生磁场，变化的磁场对电机主轴部件产生轴向的作用力，从而悬浮主轴，轴向第一上磁环和第一下磁环，也产生变化的磁场，从而控制电机主轴部件的轴向悬浮。本发明使纺杯高速电机主轴由滑动摩擦改成空气摩擦，降低了摩擦力，提高了转速，可达到平衡电机主轴所受外力的效果，可使电机主轴更加平稳高速地进行工作。
Description
技术领域
本发明属于纺织机械技术领域，涉及一种纺织用电机构造***，具体的说是涉及一种由混磁轴承支撑驱动纺杯的超高速新型电机结构。
背景技术
电机是工业领域的动力之源，通过电和磁的相互作用，实现电能和动能之间的相互转换。电机在全球工业自动化市场中占着举足轻重的地位，广泛应用于纺织业。在我国，纺织业是自古传下来的行业，已经传承了几千年，我国纺织业已进入高速发展期，经过了几十年的发展，纺织业及其上下游的发展也是非常明显的。磁悬浮技术在电机领域有了巨大的发展，市场份额上占比也很大。常用的高速轴承的优点是：精度高、表面粗糙度小、间隙小以及体积小；其缺点是：高速轴承磨损严重、负荷大时工作温度高、故障率高、寿命短且功耗大；而相应磁悬浮轴承因其噪音小，环保，转速高和摩擦小等一系列的特点具有很大的发展前景和经济价值，通过电动机带动，主轴自动悬浮从实现平稳无摩擦运行，无需润滑就可以达到几万或者几十万转的速度。目前用于纺织业的仿杯电机，采用接触式轴承，接触面磨损严重，转速低、调节精度、灵敏度不高，且结构尺寸较大。
发明内容
本发明的目的是针对目前转杯纺纱电机，对电机主轴转速慢，调节精度低，噪声大，磨损严重，并且结构尺寸较大等不足，提出一种由混磁轴承支撑驱动纺杯的超高速新型电机结构，采用对称式结构，形成轴向径向对称磁轴承，减小整体结构的体积，将电磁和永磁相结合形成新型的定子绕组结构，可对电机主轴位置调节更加方便，可达到平衡电机主轴所受外力的效果，可使电机主轴更加平稳高速地进行工作。
本发明的技术方案是：一种由混磁轴承支撑驱动纺杯的超高速新型电机结构，包括连接纺杯的主轴；其特征在于：所述主轴由轴头、磁棒、轴尾、轴套连接组成，所述轴套套置在所述磁棒的外侧，所述轴头连接设置在所述轴套的左侧，所述轴尾连接设置在所述轴套的右侧，所述轴头、轴尾均与磁棒之间形成轴向间隙，所述轴头外部设有第一上磁环和第一箍环，所述轴尾外部设有第二下磁环和第二箍环，所述轴套的外部从左往右依次设有轴向线圈座、黑胶层、径向悬浮结构、轴向悬浮结构、电机盖和第二上磁环，所述轴向线圈座内设有与轴套磁悬浮连接的第一下磁环，所述第一下磁环与第一上磁环之间形成轴向间隙，所述第一下磁环与轴向线圈座之间设有线圈，所述轴向线圈座的右侧设有黑胶层；所述径向悬浮结构、轴向悬浮结构轴向限位在所述黑胶层与电机盖之间；
所述径向悬浮结构由电机线圈座、小套筒线圈、大套筒线圈、硅钢片组成，所述电机线圈座设置在轴套的中部，所述小套筒线圈和大套筒线圈均设置在所述电机线圈座内侧的凹槽内，所述大套筒线圈设置在所述小套筒线圈的外部，所述硅钢片设置在整个电机线圈座的外侧，所黑胶层、电机线圈座均与所述轴套之间形成径向间隙；
所述轴向悬浮结构由电机盖、第二上磁环、第二下磁环、第二箍环组成，所述电机盖设置在所述电机线圈座的右侧，所述第二上磁环设置在电机盖的右侧，所述电机盖与轴套之间形成径向间隙，所述第二上磁环与第二下磁环之间形成轴向间隙。
所述轴套与磁棒之间形成过盈配合，轴头与轴套之间、轴尾与轴套之间均为间隙配合，轴头与磁棒间的轴向间隙和轴尾与磁棒间的轴向间隙相等。
所述第一上磁环与第一下磁环之间的轴向间隙和第二上磁环与第二下磁环之间的轴向间隙值相等；第一下磁环与轴套间的径向间隙和第二上磁环与轴套间的径向间隙值相等。
所述黑胶层的外径与硅钢片的外径相等。
所述小套筒线圈的宽度是大套筒线圈宽度的1/2。
本发明的有益效果为：本发明提供的一次性垂直切断落料与水平冲孔的联动机构，结构上由主轴、轴向线圈座、黑胶层、径向悬浮结构、轴向悬浮结构、电机盖构成，电机通电后小套筒线圈和大套筒线圈产生旋转磁场并作用于电机主轴，形成磁电动力旋转扭矩，电机主轴部件开始悬浮转动，轴向上第二上磁环和第二下磁环，产生磁场，变化的磁场对电机主轴部件产生轴向的作用力，从而悬浮电机主轴部件，并且轴向第一上磁环和第一下磁环，也产生变化的磁场，磁场大小可以通过线圈调节，从而控制电机主轴部件的轴向悬浮，平衡其外力的效果。本发明中的磁轴承的运用，使纺杯高速电机主轴由滑动摩擦改成空气摩擦，降低了摩擦力，提高了转速，使主轴转速提高到几十万转，将电磁与永磁相结合的新型定子绕组结构，可对电机主轴位置调节更加方便，可达到平衡电机主轴所受外力的效果，可使电机主轴更加平稳高速地进行工作。
附图说明
图1 为本发明整体剖视结构示意图。
图2 为本发明中主轴剖视结构示意图。
图中：主轴1、第一上磁环2、第一下磁环3、第一箍环4、线圈5、轴向线圈座6、黑胶层7、硅钢片8、小套筒线圈9、大套筒线圈10、电机线圈座11、电机盖12、第二上磁环13、第二下磁环14、第二箍环15、轴头16、磁棒17、轴尾18、轴套19。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-2所示，一种由混磁轴承支撑驱动纺杯的超高速新型电机结构，包括连接纺杯的主轴1，主轴1由轴头16、磁棒17、轴尾18、轴套19连接组成，轴套19套置在磁棒17的外侧，轴头16连接设置在轴套19的左侧，轴尾18连接设置在轴套19的右侧，轴头16、轴尾18均与磁棒17之间形成轴向间隙，轴头16外部设有第一上磁环2和第一箍环3，轴尾18外部设有第二下磁环14和第二箍环15，轴套19的外部从左往右依次设有轴向线圈座6、黑胶层7、径向悬浮结构、轴向悬浮结构、电机盖12和第二上磁环13，轴向线圈座6内设有与轴套19磁悬浮连接的第一下磁环3，第一下磁环3与第一上磁环2之间形成轴向间隙，第一下磁环3与轴向线圈座6之间设有线圈5，轴向线圈座6的右侧设有黑胶层7；径向悬浮结构、轴向悬浮结构轴向限位在黑胶层7与电机盖12之间。径向悬浮结构由电机线圈座11、小套筒线圈9、大套筒线圈10、硅钢片8组成，电机线圈座11设置在轴套19的中部，小套筒线圈9和大套筒线圈10均设置在所述电机线圈座11内侧的凹槽内，大套筒线圈10设置在小套筒线圈9的外部，硅钢片8设置在整个电机线圈座11的外侧，黑胶层7、电机线圈座11均与轴套19之间形成径向间隙。轴向悬浮结构由电机盖12、第二上磁环13、第二下磁环14、第二箍环15组成，电机盖12设置在电机线圈座11的右侧，第二上磁环13设置在电机盖12的右侧，电机盖12与轴套19之间形成径向间隙，第二上磁环13与第二下磁环14之间形成轴向间隙。
如图1-2所示，一种由混磁轴承支撑驱动纺杯的超高速新型电机结构，轴套19与磁棒17之间形成过盈配合，轴头16与轴套19之间、轴尾18与轴套19之间均为间隙配合，轴头16与磁棒17间的轴向间隙和轴尾18与磁棒17间的轴向间隙相等；第一上磁环2与第一下磁环3之间的轴向间隙和第二上磁环13与第二下磁环14之间的轴向间隙值相等；第一下磁环3与轴套19间的径向间隙和第二上磁环13与轴套19间的径向间隙值相等；黑胶层7的外径与硅钢片8的外径相等；小套筒线圈9的宽度是大套筒线圈10宽度的1/2。
如图1-2所示，一种由混磁轴承支撑驱动纺杯的超高速新型电机结构的工作原理如下：电机通电，小套筒线圈和大套筒线圈产生旋转磁场并作用于电机主轴，形成磁电动力旋转扭矩，电机主轴部件开始悬浮转动，轴向上第二上磁环和第二下磁环，产生磁场，变化的磁场对电机主轴部件产生轴向的作用力，从而悬浮电机主轴部件，并且轴向第一上磁环和第一下磁环，也产生变化的磁场，磁场大小可以通过线圈调节，从而控制电机主轴部件的轴向悬浮，平衡其外力的效果。本发明中的磁轴承的运用，使纺杯高速电机主轴由滑动摩擦改成空气摩擦，降低了摩擦力，提高了转速，使主轴转速提高到几十万转。同时运用的新型定子绕组方式，将电磁与永磁相结合，可对电机主轴位置调节更加方便，可达到平衡电机主轴所受外力的效果，可使电机主轴更加平稳高速地进行工作。
Claims (5)
1.一种由混磁轴承支撑驱动纺杯的超高速新型电机结构，包括连接纺杯的主轴(1)；其特征在于：所述主轴(1)由轴头(16)、磁棒(17)、轴尾(18)、轴套(19)连接组成，所述轴套(19)套置在所述磁棒(17)的外侧，所述轴头(16)连接设置在所述轴套(19)的左侧，所述轴尾(18)连接设置在所述轴套(19)的右侧，所述轴头(16)、轴尾(18)均与磁棒(17)之间形成轴向间隙，所述轴头(16)外部设有第一上磁环(2)和第一箍环(3)，所述轴尾(18)外部设有第二下磁环(14)和第二箍环(15)，所述轴套(19)的外部从左往右依次设有轴向线圈座(6)、黑胶层(7)、径向悬浮结构、轴向悬浮结构、电机盖(12)和第二上磁环(13)，所述轴向线圈座(6)内设有与轴套(19)磁悬浮连接的第一下磁环(3)，所述第一下磁环(3)与第一上磁环(2)之间形成轴向间隙，所述第一下磁环(3)与轴向线圈座(6)之间设有线圈(5)，所述轴向线圈座(6)的右侧设有黑胶层(7)；所述径向悬浮结构、轴向悬浮结构轴向限位在所述黑胶层(7)与电机盖(12)之间；
所述径向悬浮结构由电机线圈座(11)、小套筒线圈(9)、大套筒线圈(10)、硅钢片(8)组成，所述电机线圈座(11)设置在轴套(19)的中部，所述小套筒线圈(9)和大套筒线圈(10)均设置在所述电机线圈座(11)内侧的凹槽内，所述大套筒线圈(10)设置在所述小套筒线圈(9)的外部，所述硅钢片(8)设置在整个电机线圈座(11)的外侧，所述黑胶层(7)、电机线圈座(11)均与所述轴套(19)之间形成径向间隙；
所述轴向悬浮结构由电机盖(12)、第二上磁环(13)、第二下磁环(14)、第二箍环(15)组成，所述电机盖(12)设置在所述电机线圈座(11)的右侧，所述第二上磁环(13)设置在电机盖(12)的右侧，所述电机盖(12)与轴套(19)之间形成径向间隙，所述第二上磁环(13)与第二下磁环(14)之间形成轴向间隙。
2.根据权利要求1所述的一种由混磁轴承支撑驱动纺杯的超高速新型电机结构，其特征在于：所述轴套(19)与磁棒(17)之间形成过盈配合，轴头(16)与轴套(19)之间、轴尾(18)与轴套(19)之间均为间隙配合，轴头(16)与磁棒(17)间的轴向间隙和轴尾(18)与磁棒(17)间的轴向间隙相等。
3.根据权利要求1所述的一种由混磁轴承支撑驱动纺杯的超高速新型电机结构，其特征在于：所述第一上磁环(2)与第一下磁环(3)之间的轴向间隙和第二上磁环(13)与第二下磁环(14)之间的轴向间隙值相等；第一下磁环(3)与轴套(19)间的径向间隙和第二上磁环(13)与轴套(19)间的径向间隙值相等。
4.根据权利要求1所述的一种由混磁轴承支撑驱动纺杯的超高速新型电机结构，其特征在于：所述黑胶层(7)的外径与硅钢片(8)的外径相等。
5.根据权利要求1所述的一种由混磁轴承支撑驱动纺杯的超高速新型电机结构，其特征在于：所述小套筒线圈(9)的宽度是大套筒线圈(10)宽度的1/2。
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| CN201911145822.8A CN110729846A (zh) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | 一种由混磁轴承支撑驱动纺杯的超高速新型电机结构 |
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| CN (1) | CN110729846A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110729824A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-01-24 | 扬州大学 | 一种用于超高速电机的双层分布式定子结构 |
-
2019
- 2019-11-21 CN CN201911145822.8A patent/CN110729846A/zh active Pending
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| CN110729824A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-01-24 | 扬州大学 | 一种用于超高速电机的双层分布式定子结构 |
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