气悬浮转子无轴承旋转电机的制作方法

本发明涉及电机技术。尤其涉及气悬浮转子无轴承旋转电机。

背景技术：

电机主要分为发电机和电动机两大类，电动机又分为旋转电机和直线电机两大类；迄今为止所有旋转电机除极少数高效能电机采用磁悬浮轴承外，绝大多数电机的转子都采用机械轴承与定子的端盖配合；机械轴承是最传统、最简单有效的方法，但是采用机械轴承存在几个你难以克服的技术缺陷：机械摩擦无法避免，限制了电机转速的提高，成为制约电机可靠性和耐用性的短板；消耗了可观的能量；轴承安装在定子两端的端盖上，端盖与定子是分开加工的，两者的同心度存在无法消除的误差，由此限制了转子与定子配合的精密度，直接影响电机性能的转子与定子间的缝隙无法小到极致；将磁悬浮技术导入到电机的应用有效解决了机械轴承存在的不足，将机械轴承的摩擦阻力几乎降到了零，并且免维护——提高了可靠性和耐用性。

技术实现要素：

本发明利用压缩空气悬浮技术将电机的转子完全悬浮于空气中，将电机转子旋转的机械摩擦阻力降低到与磁悬浮电机相同的水平；电机的转子作为悬浮受力部件，受力面积成倍加大，悬浮的稳定性明显增加；转子与定子铁芯间的磁路气隙正是压缩空气现成的空气垫，该气垫不仅保证转子可以悬浮在空中无摩擦地旋转，因省却了端盖轴承座与定子铁芯的同心度要求，只要精确保证转子外径和定子铁芯内径的圆度，就可以实现磁路气隙减小到微米精度，可比传统轴承电机的精度提高2～3个数量级；悬浮转子的压缩空气在电机内部流通，起到强制风冷的作用，显著提高了电机的热稳定性；本发明由电机外壳1、定子铁芯2、转子铁芯3、外壳进气口1-1、外壳（轴向）压缩空气室1-2、外壳圆周压缩空气通道1-3、定子径向压缩空气通道2-1组成。外壳通常采用铝材料制作，外壳上预制有外壳进气口1-1和外壳（轴向）压缩空气室1-2及外壳圆周压缩空气通道1-3，压缩空气从外壳进气口1-1进入外壳的压缩空气通道，沿外壳圆周压缩空气通道1-3绕电机定子流动；外壳（轴向）压缩空气室1-2与定子径向压缩空气通道2-1对齐，压缩空气经定子径向压缩空气通道2-1喷向转子，通过调整压缩空气的压力，可以在定子铁芯与转子之间形成一个空气垫，该气垫将转子悬浮在空气中。

附图说明

图1：气悬浮转子无轴承电机结构示意图一

1——电机外壳；

2——定子铁芯；

3——转子铁芯；

4——永磁体；

5——磁路气隙；

图2：气悬浮转子无轴承电机结构示意图二

1——电机外壳；

1-1——外壳进气口；

2——定子铁芯；

3——转子铁芯；

4——永磁体；

5——磁路气隙；

图3：压缩空气通道示意图

1——电机外壳；

1-1——外壳进气口；

1-2——外壳（轴向）压缩空气室；

2——定子铁芯；

2-1——定子径向压缩空气通道；

图4：外壳压缩空气通道示意图一

1-1——外壳进气口；

1-2——外壳（轴向）压缩空气室；

2-1——定子径向压缩空气通道；

图5：外壳压缩空气通道示意图二

1——电机外壳；

1-1——外壳进气口；

1-2——外壳（轴向）压缩空气室；

1-3——外壳圆周压缩空气通道；

图6：定子压缩空气通道示意图

2——定子铁芯；

2-1——定子径向压缩空气通道；

图7：转子结构示意图

3——转子铁芯；

3-1——非铁磁性填充料；

3-2——转子轴；

4——永磁体。

技术特征：

技术总结
气悬浮转子无轴承旋转电机。本发明利用压缩空气悬浮技术将电机的转子完全悬浮于空气中，将电机转子旋转的机械摩擦阻力降低到与磁悬浮电机相同的水平；电机的转子作为悬浮受力部件，受力面积成倍加大，悬浮的稳定性明显增加；转子与定子铁芯间的磁路气隙正是压缩空气现成的空气垫，该气垫不仅保证转子可以悬浮在空中无摩擦地旋转，只要精确保证转子外径和定子铁芯内径的圆度，就可以实现磁路气隙减小到微米精度，可比传统轴承电机的精度提高2～3个数量级；悬浮转子的压缩空气在电机内部流通，起到强制风冷的作用，显著提高了电机的热稳定性。

技术研发人员：王勇
受保护的技术使用者：王勇
技术研发日：2016.08.26
技术公布日：2018.03.09