[发明专利]高温超导永磁混合磁悬浮变频电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温超导永磁混合磁悬浮变频电机，特别是一种高温超导永磁混合磁悬 浮轴承支承主轴的变频电动机。

背景技术

随着科学技术的发展，在当今的航空航天、汽车和摩托车、模具等领域需要发展高速高 精度长寿命的旋转机械。用高温超导永磁混合磁悬浮轴承来支承电机主轴转子，可以满足电 机主轴转子的高速高精度长寿命要求。

高温超导磁悬浮轴承(High Temperature Superconductor Magnetic Bearing简称HTSMB) 由永磁体PM和高温超导体HTS构成，由于高温超导体存在磁通钉扎，因此本身具有自稳定性。 与主动磁悬浮轴承相比，高温超导磁悬浮轴承是无需主动电子控制系统的被动磁悬浮轴承， 不仅节省了电力消耗，更重要的是还减少了可能失效的复杂控制部件，使系统更加可靠，使 用寿命更长，更适用于航天领域和其它高速高精度长寿命机械所需要的摩擦系数接近于零、 转速超过数万转、寿命超过数万、数十万小时的超低摩擦、高速高精度超长寿命等条件；永 磁悬浮轴承同样是省去了复杂的主动电子控制系统的被动磁悬浮轴承，同样也减小了系统失 效的可能性，使系统更加可靠。高温超导磁悬浮轴承和永磁磁悬浮轴承在工业领域都有着非 常广泛的应用前景，将两者有机结合，取之长处，避其不足，必将会有更广阔的发展前景， 将其应用到变频电机中可以使电机主轴转子的转速和寿命得到极大的提高。

目前，国内外已有技术中对变频电机的轴承支承技术中，全部采用滚动轴承、滑动轴承、 气悬浮轴承或主动磁悬浮轴承等，还没有采用高温超导永磁混合磁悬浮轴承支承的变频电机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温超导永磁混合悬磁浮变频电机，它具有极高的极限转速、 极小的摩擦和非常长的寿命，并且具有无需润滑、无污染等优点。

为了达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种高温超导永磁混合磁悬浮变频电机，包括外壳、内机壳、固定于内机壳内腔的变频 电机定子、处于变频电机定子中心的电机转子、与电机转子构成一体的转子主轴和支撑转子 主轴两端的轴向高温超导磁悬浮推力轴承以及控制转子径向位移的径向永磁悬浮轴承，其特 征在于所述的推力轴承为轴向高温超导磁悬浮轴承，所述的径向轴承为永磁体是轴向磁化的 永磁悬浮轴承。

上述的轴向高温超导磁悬浮轴承的结构是：在转子主轴上下两端分别固定一个强磁体套， 强磁体套中分别套装有轴向磁化的强磁体，该轴向磁化强磁体分别与上下两个高温超导装置 相对应，电机工作时强磁体与超导体相匹配，形成高温超导磁悬浮推力轴承；所述的径向磁 悬浮轴承的结构是：在转子主轴上的电机转子的两端分别固定套装一个轴向磁化的永磁体， 永磁体由两个圆环套紧，该永磁体与固定在永磁体基座上的永磁体想匹配，永磁体基座固定 在内机壳上，形成径向永磁悬浮轴承，该轴承控制转子的径向移动。

上述的高温超导装置中的超导体是由液氮冷却，该装置固定在基座上。

上述上高温超导装置和下高温超导装置分别固定在上端盖和下固定套上，下固定套固定 在下端盖上，上固定套与下固定套用四根长螺栓固接，使上、下超导磁轴承与中间电机和径 向永磁轴承固接成一个有机整体。

上述的上高温超导装置，中间加工成有圆孔的形式，转子主轴从圆孔穿出，伸出端盖作 为电机的输出端。

上述的变频电机定子与机壳间有水层，接通外界冷却水管。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出特点和显著优点：本发明中的变频 电机主轴径向轴承采用永磁悬浮轴承，推力轴承采用高温超导磁悬浮轴承，省去了主动控制 磁悬浮轴承的控制系统，减少出现故障的可能，对电机定子进行冷却，从而达到与现有技术 相比较极大提高转速、减小摩擦、延长寿命的目的，并具有无需润滑、无污染等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式