[发明专利]减小电机中轴承的受力

说明书

磁力驱动系统具有原动机和转子，该原动机在其第一表面具有第一磁体阵列，该转子在其外表面具有第二磁体阵列。转子的外表面位于邻近原动机的第一表面，使得原动机的运动引起转子绕转轴的转动。支承组件具有轴，用于确定转子转轴，并具有第三磁体阵列，该第三磁体阵列与转子上的第四磁体阵列相互配合，以形成磁力轴承，该磁力轴承用于抵抗转子上沿其转轴的作用力。

本发明涉及减小电机中轴承的受力。

发电机形式的电机是众所周知的，其中初级能源用于转动主体，并且发电机的转子与定子相互配合以产生电流。但是，其中初级能源是常用的可再生能源中的一种，例如风能、潮汐能或波浪能，至少与传统的发电站中所能达到的3000转/分钟相比，转子通常转得很慢。

近期的一个专利申请(EP-A-2335344)描述了具有集成磁力齿轮传动系统的机器，该磁力齿轮传动系统将原动机的慢速转动转换为发电机转子的更快速转动。利用磁体的双面阵列来形成转矩非常密集的磁力齿轮传动系统，从而使机器变得更小。

然而，在某些情况下，高扭矩密度并不是必要的。后来的专利申请(PCT/GB2012/053143)描述了利用一组磁体阵列与一组凸起的铁磁极相互配合来产生传动效应的机器。在一些应用中，这将比前述的双面磁体系统更便宜而且更有力。前述的两组机器均可以电动机或发电机的形式来运转。

为了方便起见，这些前述的机器在此分别称作双面磁体(DSM)机或磁阻(MR)机。

与其他许多电机一样，这些新的机器包括旋转的转子和用于承载转子的轴承。传统的机械式滚动或平面轴承、磁力轴承或流体轴承均可使用。在前述的两组机器中，轴承的受力都很高。

轴承的受力高在很多方面对传统轴承不利，例如会导致初始成本和重量增加，服务年限缩短，以及更大的噪声和更低的效率。

在使用主动磁轴承的情况下，电力供应至绕组以产生磁场，其中该磁场用于控制旋转的转子的位置。此处轴承的受力更大会导致需要更多的初级能量，使用更大的电磁铁和更低的效率。

根据本发明的一个方面，提供了一种磁驱动系统，其包括：

原动机，所述原动机在其第一表面具有第一磁体阵列；

转子，所述转子在其外表面具有第二磁体阵列，转子的外表面邻近原动机的第一表面，使得原动机的运动引起转子绕转轴的转动；

支承组件，所述支承组件具有轴，用于确定转子转轴，并具有第三磁体阵列，

其中所述第三磁体阵列与转子上的第四磁体阵列相互配合，以形成磁力轴承，该磁力轴承用于抵抗转子上沿其转轴作用的力。

因此，本发明描述了减小DSM机和MR机中的轴承的受力的方法。

为了更好地理解本发明，并且展示本发明是如何发挥作用的，将会参考以下附图以示例形式进行描述，其中：

图1为示出了根据上述发明的机器的一部分的示意图。

图2为示出了根据上述发明的机器的一部分的示意图，其中示出了主要的力和扭矩。

图3为示意图，示出了如何通过第一转子和第二转子的可选布置，充分地减小径向的轴承的受力。

图4为示意图，示出了如何通过第一转子和第二转子的第二可选布置，充分地减小径向的轴承的受力。

图5a和图5b是图1、图3、或图4所示机器中的转子的横截面图。

图6示出了在图5所示的机器中的第一承载面和第二承载面上的磁体的第一设置方式。

图7示出了在图5所示的机器中的第一承载面和第二承载面上的磁体的可替代的第二设置方式。

图8示出了在图5所示的机器中的第一承载面和第二承载面上的磁体的可替代的第三设置方式。