磁悬浮轴承、压缩机、空调器的制作方法

本发明属于磁悬浮轴承制造技术领域，具体涉及一种磁悬浮轴承、压缩机、空调器。

背景技术：

磁悬浮轴承是一种利用电磁力实现转子系统无机械接触稳定悬浮运行的轴承。相较于传统的机械轴承，磁悬浮轴承具有无摩擦、无磨损、无需密封润滑、高速度、精度高、寿命长及维护成本低等优良特性，在高速电机、高速电主轴、高速飞轮储能系统等高速传动领域具有广泛的应用前景。

按照激励方式的不同，磁悬浮轴承可以分为主动磁轴承、被动磁轴承和混合式磁轴承(也称永磁偏置磁轴承)。由于混合式磁轴承使用永磁体产生的磁场作为静态偏置磁场，不仅使得电磁铁的线圈匝数减小，大大降低了功率放大器的功耗，而且还缩小了磁轴承的体积，减轻了重量，因此混合式磁轴承已成为研究的热点。一般的，将轴向和径向悬浮控制集成在一起形成三自由度磁悬浮轴承具有集成程度高、体积小、重量小等优点，但这种磁轴承径向、轴向磁路容易产生耦合，大大增加了磁悬浮轴承的控制难度。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种磁悬浮轴承、压缩机、空调器，能够有效降低径向电磁控制磁路与轴向电磁控制磁路的耦合程度，降低磁悬浮轴承的控制难度。

为了解决上述问题，本发明提供一种磁悬浮轴承，包括径向定子，所述径向定子具有多个沿其径向向内延伸的定子齿，所述定子齿的轴向两侧分别各设有轴向定子，所述定子齿上绕设有径向控制线圈，所述径向控制线圈处于两个轴向定子相对涵盖的区域之外。

优选地，多个所述定子齿沿所述径向定子的周向均匀间隔设置，且所述定子齿的为2n个，n≥2。

优选地，所述轴向定子朝向所述定子齿的一侧构造有第一环槽，所述第一环槽中设置有轴向控制线圈。

优选地，所述定子齿轴向两侧的轴向控制线圈的电流方向相同。

优选地，所述第一环槽具有靠近所述轴向定子轴心一侧的第一槽壁，所述第一槽壁的直径为d，当所述磁悬浮轴承与转轴组装时，所述转轴的转子外径为d，d≥d。

优选地，所述轴向定子朝向所述定子齿的一侧还构造有第二环槽，所述第二环槽内设置有永磁体。

优选地，所述第二环槽的最大直径为h，h＜d。

优选地，所述永磁体为环状永磁体，和/或，所述永磁体与所述第二环槽之间过盈配合。

本发明还提供一种压缩机，包括上述的磁悬浮轴承。

本发明还提供一种空调器，包括上述的压缩机。

本发明提供的一种磁悬浮轴承、压缩机、空调器，将所述径向控制线圈设置于所述两个轴向定子相对涵盖的区域之外，能够在物理结构上对所述径向控制线圈产生的相应径向电磁控制磁路不再经过所述轴向定子，从而有效降低了径向电磁控制磁路在轴向定子上与轴向电磁控制磁路之间的耦合程度，从而降低了磁悬浮轴承的控制难度。

附图说明

图1为本发明实施例的磁悬浮轴承的内部结构示意图(含与转轴组装的示意)；

图2为图1中径向定子与径向控制线圈形成的径向电磁控制磁路示意；

图3为图1中轴向定子与轴向控制线圈及永磁体形成的轴向电磁控制磁路及轴向永磁控制磁路示意；

图4为图3复合径向电磁控制磁路后的磁路示意。

附图标记表示为：

1、径向定子；11、定子齿；12、径向控制线圈；2、轴向定子；21、第一环槽；22、轴向控制线圈；23、第二环槽；24、永磁体；100、转轴；101、转子；200、径向电磁控制磁路；301、轴向电磁控制磁路；302、轴向永磁控制磁路。

具体实施方式

结合参见图1至图4所示，根据本发明的实施例，提供一种磁悬浮轴承，尤其是一种三自由度磁悬浮轴承，包括外壳(图中未示出)，所述外壳内设有径向定子1，所述径向定子1具有多个沿其径向向内延伸的定子齿11，所述定子齿11的轴向两侧分别各设有轴向定子2，所述定子齿11上绕设有径向控制线圈12，所述径向控制线圈12处于两个轴向定子2相对涵盖的区域之外，也即，所述轴向定子2的外径小于所述径向控制线圈12的最小圈直径。该技术方案中，将所述径向控制线圈12设置于所述两个轴向定子2相对涵盖的区域之外，能够在物理结构上对所述径向控制线圈12产生的相应径向电磁控制磁路200不再经过所述轴向定子2，从而有效降低了径向电磁控制磁路200在轴向定子2上与轴向电磁控制磁路301之间的耦合程度，从而降低了磁悬浮轴承的控制难度。

如图2所示出，多个所述定子齿11沿所述径向定子1的周向均匀间隔设置，且所述定子齿11的为2n个，n≥2，相邻的两个定子齿11上的径向控制线圈12中的电流方向正好相反，以在相邻的两个定子齿11与转子101之间形成所述径向电磁控制磁路200闭环。

作为所述轴向定子2的一种具体结构型式，优选地，所述轴向定子2朝向所述定子齿11的一侧构造有第一环槽21，所述第一环槽21中设置有轴向控制线圈22，也即所述轴向控制线圈22沿着所述转轴100的周向也可以理解为沿着所述转子101的周向绕设，从而简化了线圈的绕设工序。

进一步地，所述轴向定子2朝向所述定子齿11的一侧还构造有第二环槽23，所述第二环槽23内设置有永磁体24，所述永磁体24的设置目的在于提供一个偏置磁场，也即提供一个使转子101处于静态居中的磁场，这个磁场即为轴向永磁控制磁路302，在此磁场的基础上，在改变轴向电磁控制磁路301强度(轴向控制线圈22中的电流强弱)时，所述转子101的位置将能够被所述两个轴向定子2中的轴向控制线圈22所控制调节。

如图3及图4所示出，所述定子齿11轴向两侧的轴向控制线圈22的电流方向相同，最好的，所述第一环槽21具有靠近所述轴向定子2轴心一侧的第一槽壁，所述第一槽壁的直径为d，当所述磁悬浮轴承与转轴100组装时，所述转轴100的转子101外径为d，d≥d，从而使所述轴向电磁控制磁路301能够经由所述一侧的轴向定子2到转子101，再到另一侧的轴向定子2，再经由径向定子1回到所述一侧的轴向定子2，从而形成一个磁路闭环，而此时可以理解的是，所述轴向电磁控制磁路301与所述径向电磁控制磁路200在空间上虽然都将经由所述径向定子1，但是由于两个磁路实际上为立体空间的交叉，其在磁路耦合程度上极低，而进一步的讲，此时的轴向电磁控制磁路301将不会经过所述径向定子1与转子101之间的气隙而与径向电磁控制磁路200在气隙处形成耦合。

优选地，所述第二环槽23的最大直径为h，h＜d，所述永磁体24可以为多个瓦状结构的永磁体24设置于所述第二环槽23内，最好的，所述永磁体24为环状永磁体，和/或，所述永磁体24与所述第二环槽23之间过盈配合。

根据本发明的具体实施例，还提供一种压缩机，包括上述的磁悬浮轴承。

根据本发明的具体实施例，还提供一种空调器，包括上述的压缩机。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。