一种电机的轴向磁轴承结构及磁悬浮高速电机的制作方法

1.本实用新型涉及磁悬浮电机技术领域，具体为一种电机的轴向磁轴承结构及磁悬浮高速电机。


背景技术：

2.磁悬浮高速电机由无接触、无机械摩擦的磁悬浮轴承和高速大功率永磁同步电机构成，直接负载；具有效率高、噪音低、故障少、不需润滑系统等优点，即使磁悬浮轴承发生了故障，依靠系统中的保护轴承，仍然可以使高速旋转的转子安全停机，不会导致设备的严重损坏。
3.通常，磁悬浮高速电机由高速电机、两端径向磁轴承、一端轴向磁轴承、保护轴承组成，如图1所示。特别是轴向磁轴承由分布于推力盘两端的定子部分组成，两端的定子部分通入不同的电流，产生不同的力，作用于推力盘，形成合力，进而作用于转子上，与负载端产生的轴向推力抵消，保持转子轴向平衡。
4.通常，推力盘布置于两轴向磁轴承定子之间，推力盘的直径大于定子内径，且推力盘是高速旋转部件，于两轴向磁轴承定子之间保持一定的气隙，防止相擦。其布置方式导致装配比较复杂，同时推力盘的高速特性导致其与电机转子装配需要考虑高速离心力的作用，设计不当，会造成一定的危害。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种电机的轴向磁轴承结构及磁悬浮高速电机，解决了现有技术中装配比较复杂，推力盘的装配要求较高的问题。
6.为实现上述目的，第一方面，本实用新型提供如下技术方案：一种电机的轴向磁轴承结构，包括：
7.轴向磁轴承左端定子，设置在高速转子的左侧；
8.轴向磁轴承右端定子，设置在高速转子的右侧；
9.所述的轴向磁轴承左端定子和轴向磁轴承右端定子均包括定子铁芯，所述的定子铁芯的内侧设置有环形槽，所述的环形槽内设置有定子线圈，所述的高速转子与定子铁芯之间形成气隙，所述的轴向磁轴承左端定子和轴向磁轴承右端定子与高速转子之间均构成了闭合磁路回路，使轴向磁轴承左端定子和轴向磁轴承右端定子与高速转子之间产生相互的电磁力。
10.作为优选，所述的定子铁芯的一侧设置有定位盖板，所述的定子铁芯与定位盖板一起将定子线圈包住，所述的定位盖板的一侧与定子铁芯相连，另一侧靠近高速转子设置。
11.作为优选，所述的气隙包括高速转子与定子铁芯之间的第一气隙和高速转子与定位盖板之间的第二气隙。
12.作为优选，所述的第二气隙为定位盖板与高速转子之间的轴向空隙或者径向空隙。
13.第二方面，本实用新型还提供一种磁悬浮高速电机，包括机壳和设置在机壳内部的高速转子，所述的高速转子的外侧设置有与机壳相连的电机定子，所述的高速转子两侧分别安装有如第一方面所述的轴向磁轴承左端定子和轴向磁轴承右端定子。
14.作为优选，所述的高速转子与机壳之间安装有径向磁轴承和保护轴承。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.取消了单独的推力盘，高速转子自身具有推力盘的功能，可靠性更高，两端轴向磁轴承定子可以直接将电磁力作用于高速转子上，可以稳定性更好；由于取消了推力盘，使得高速电机结构更简单，安装方便。
附图说明
17.图1为现有磁悬浮高速电机结构示意图；
18.图2为本实用新型的磁悬浮高速电机的第一种实施方式的结构示意图；
19.图3为本实用新型的磁悬浮高速电机的第二种实施方式的结构示意图；
20.图4为本实用新型的轴向磁轴承磁路结构的第一种实施方式示意图；
21.图5为本实用新型的轴向磁轴承磁路结构的第二种实施方式示意图；
22.附图标记：
23.1、高速转子，2、径向磁轴承，3、机壳，4、电机定子，9、保护轴承，10、轴向磁轴承左端定子，11、轴向磁轴承右端定子，101、定子铁芯，102、定位盖板，103、定子线圈，104、第一气隙，105、第二气隙。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
25.如图2-5所示，本实用新型为了解决了现有技术中装配比较复杂，推力盘的装配要求较高的问题，本实用新型提供如下技术方案：
26.实施例1：
27.本实施例包括一种电机的轴向磁轴承结构，其包括：
28.轴向磁轴承左端定子10，设置在高速转子1的左侧；
29.轴向磁轴承右端定子11，设置在高速转子1的右侧；
30.所述的轴向磁轴承左端定子10和轴向磁轴承右端定子11均包括定子铁芯101，所述的定子铁芯101的内侧设置有环形槽，所述的环形槽内设置有定子线圈103，所述的高速转子1与定子铁芯101之间形成气隙，所述的轴向磁轴承左端定子10和轴向磁轴承右端定子11与高速转子1之间均构成了闭合磁路回路。
31.在定子线圈103通入电流后，使轴向磁轴承左端定子10和轴向磁轴承右端定子11与高速转子1之间产生相互的电磁力，如图4-5所示，轴向磁轴承左端定子10和轴向磁轴承右端定子11分别对高速转子1施加f1和f2，形成高速转子1上的合力f
合
＝f1+f2，用于抵消负载端轴向推力，保持高速转子1轴向稳定。
32.在本实施例中，所述的定子铁芯101的一侧设置有定位盖板102，所述的定子铁芯101与定位盖板102一起将定子线圈103包住，所述的定位盖板102的一侧与定子铁芯101相
连，另一侧靠近高速转子1设置，定位盖板102与定子铁芯101之间为可拆卸结构，定位盖板102和定子铁芯101均采用导磁材料制成，当定位盖板102拆除后可以方便定子线圈103的安装。
33.为了保证高速转子1与轴向磁轴承左端定子10和轴向磁轴承右端定子11之间为非接触状态，又使磁场可以其作用，所述的气隙包括高速转子1与定子铁芯101之间的第一气隙104和高速转子1与定位盖板102之间的第二气隙105，如图4所示，其中，所述的第一气隙104为定子铁芯101与高速转子1之间的轴向间隙，所述的第二气隙105也为定位盖板102与高速转子1之间的轴向空隙。
34.作为定位盖板102与高速转子1之间的第二种实施方式，如图5所示，所述的第二气隙105为定位盖板102与高速转子1之间的径向空隙，这样使高速转子1与轴向磁轴承左端定子10和轴向磁轴承右端定子11之间的位置关系更加紧凑。
35.实施例2：
36.本实施例中包括一种磁悬浮高速电机，包括机壳3和设置在机壳3内部的高速转子1，所述的高速转子1的外侧设置有与机壳3相连的电机定子4，所述的高速转子1两侧分别安装有如实施例1中所述的轴向磁轴承左端定子10和轴向磁轴承右端定子11，另外，所述的高速转子1与机壳3之间安装有径向磁轴承2和保护轴承9，可以保证高速转子1的高速稳定地转动。
37.从如图2-3可见，本实施例中磁悬浮高速电机取消了单独的推力盘，高速转子自身具有推力盘的功能，可靠性更高，两端轴向磁轴承定子可以直接将电磁力作用于高速转子上，可以稳定性更好；由于取消了推力盘，使得高速电机结构更简单，安装方便。
38.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
39.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体地限定。
40.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。