[发明专利]混合轴径向磁轴承组件及磁悬浮电机

说明书

本发明公开了一种混合轴径向磁轴承组件及磁悬浮电机，该混合轴径向磁轴承组件包括轴向磁轴承与径向磁轴承，轴向磁轴承与径向磁轴承在沿着转子轴向的横截面的形状为开口向内的C型结构，C型结构的开口与转子轴线大致垂直；混合轴径向磁轴承组件还包括设置于转子上的至少两个导磁环，轴向磁轴承的C型结构的两个齿与导磁环呈非正对关系；径向磁轴承的C型结构的两个齿与导磁环呈正对关系；该磁悬浮电机包括至少一个混合轴径向磁轴承组件，还包括转子和驱动电机，驱动电机用于产生旋转磁场驱动转子旋转。本发明的混合轴径向磁轴承组件起到径向、轴向悬浮作用，在使用过程中能够有助于降低对转子轴向长度的要求，使用范围较广。

技术领域

本发明属于磁悬浮技术领域，具体涉及一种混合轴径向磁轴承组件及包含该混合轴径向磁轴承组件的磁悬浮电机。

背景技术

磁悬浮电机相比传统电机具有无机械接触、节能环保等优点，为了限制转子的五个自由度，一般的磁悬浮电机通常如图1所示，需要两个径向磁轴承、两个轴向磁轴承，且每个径向磁轴承和轴向磁轴承是沿着转子轴向单独安装的。这种设计使得磁悬浮电机的轴向长度过长，不利于磁悬浮电机的小型化、轻量化。对于用于磁悬浮鼓风机、压缩机的磁悬浮电机而言，转子的轴向长度越长，临界转速越低，因此转子轴向长度制约了磁悬浮电机的长度；对于用于磁悬浮泵、磁悬浮晶圆转台类的磁悬浮电机而言，通常需要轴向长度较短的转子，导致没有足够的轴向长度用于磁悬浮轴承的布置。因此急需一种能够解决上述问题的混合轴径向磁轴承组件及磁悬浮电机。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种混合轴径向磁轴承组件及磁悬浮电机。

本发明的技术方案为：

一种混合轴径向磁轴承组件，所述混合轴径向磁轴承组件包括轴向磁轴承与径向磁轴承，轴向磁轴承与径向磁轴承在沿着转子轴向的横截面的形状为开口向内的C型结构，C型结构的开口与转子轴线大致垂直；

所述混合轴径向磁轴承组件还包括设置于转子上的至少两个导磁环，所述轴向磁轴承的C型结构的两个齿与导磁环呈非正对关系；

所述径向磁轴承的C型结构的两个齿与导磁环呈正对关系。

优选地，所述混合轴径向磁轴承组件包含n个轴向磁轴承和k个径向磁轴承，且n+k个磁轴承沿圆周均匀分布，其中n个轴向磁轴承沿圆周均匀分布，相邻两个轴向磁轴承均匀分布有k/n个径向磁轴承，n是大于等于3的正整数，k是n的倍数。

优选地，所述导磁环的数量为两个，且所述轴向磁轴承C型结构的一个齿位于两个导磁环之间，每个所述导磁环的一侧或者两侧设有非导磁材料，所述非导磁材料设置在转子上，非导磁材料作用在于防止轴向磁轴承与导磁环之间的漏磁现象，所述非导磁材料为塑料、不导磁金属或者空气中的一种，当非导磁材料选择空气时，即通过在转子上车去对应位置形成空腔，空腔内填充有空气。

优选地，所述轴向磁轴承包括第一轴向磁轴承导磁片、第二轴向磁轴承导磁片、铁芯、线圈、非导磁限位材料，所述第一轴向磁轴承导磁片和所述第二轴向磁轴承导磁片沿轴向分布，且两者之间连接有所述铁芯并形成C型结构，线圈缠绕在所述C型结构上，所述第一轴向磁轴承导磁片和所述第二轴向磁轴承导磁片与相应的导磁环均呈非正对关系，所述第二轴向磁轴承导磁片外侧设有非导磁限位材料；

所述径向磁轴承包括第一径向磁轴承导磁片、第二径向磁轴承导磁片、铁芯、线圈、非导磁限位材料，所述第一径向磁轴承导磁片和所述第二径向磁轴承导磁片沿轴向分布，且两者之间连接有所述铁芯并形成C型结构，线圈缠绕在所述C型结构上，所述第一径向磁轴承导磁片和所述第二径向磁轴承导磁片分别正对于相应的导磁环，所述第一径向磁轴承导磁片外侧设有非导磁限位材料。

优选地，所述混合轴径向磁轴承组件一侧设有非导磁的壳体限位部，非导磁限位材料位于壳体限位部和轴向磁轴承的C型结构之间；径向磁轴承的C型结构位于壳体限位部和非导磁限位材料之间。