[发明专利]无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法

说明书

本发明公开了一种无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法，涉及磁悬浮电机技术领域。所述磁悬浮电机包括工作机（1）、左保护轴承（2‑1）、左轴向磁悬浮轴承（3‑1）、左径向磁悬浮轴承（4‑1）、高速电机（5）、右径向磁悬浮轴承（4‑2）、右轴向磁悬浮轴承（3‑2）、右保护轴承（2‑2）、转子芯轴（6）。径向磁悬浮轴承与径向导磁材料（8）之间的电磁力、轴向磁悬浮轴承与轴向导磁材料（7）之间的电磁力，对转子芯轴（6）径向和轴向的位移进行主动控制；本发明省去了推力盘（9），便于磁悬浮电机装配和冷却，而且转子动力学性能满足高速旋转的要求。

技术领域

本发明专利涉及磁悬浮技术领域，特别涉及一种磁悬浮电机应用领域。

背景技术

在磁悬浮电机结构中，传统的磁悬浮电机结构包括工作机（叶轮或其他负载），左保护轴承，左径向磁悬浮轴承，高速电机，左轴向磁悬浮轴承，推力盘，右轴向磁悬浮轴承，右径向磁悬浮轴承，右保护轴承，转子芯轴。转子芯轴在径向磁悬浮轴承对应位置套有导磁材料，导磁材料和径向磁悬浮轴承之间的电磁力可对转子芯轴的径向位移主动控制，轴向磁悬浮轴承和推力盘之间的电磁力可对转子芯轴的轴向位移主动控制。推力盘直径比径向磁悬浮轴承转子直径大，轴向磁悬浮轴承分布在推力盘端面两端。

传统的磁悬浮电机中，采用风冷时，冷却流道沿转子轴线，主要用于永磁体冷却，如图2中箭头所示，冷却介质依次经过左保护轴承、左径向磁悬浮轴承、高速电机、左轴向磁悬浮轴承、推力盘、右轴向磁悬浮轴承、右径向磁悬浮轴承、右保护轴承。因为大直径推力盘的存在阻挡了冷却介质的流道，所以永磁体温升大容易失磁。并且径向磁悬浮轴承、轴向磁悬浮轴承、推力盘、转子芯轴装配或拆卸很不方便。

发明内容

本发明针对现有磁悬浮电机结构的不足，提供一种无推力盘的磁悬浮电机及其工作方法，能使冷却介质流道畅通，冷却效果好，并且方便拆装。

本发明通过以下措施来实现的：

一种无推力盘的磁悬浮电机，包括工作机、左保护轴承、左轴向磁悬浮轴承、左径向磁悬浮轴承、高速电机、右径向磁悬浮轴承、右轴向磁悬浮轴承、右保护轴承、转子芯轴；所述转子芯轴为对称结构，它由中间段，位于中间段外侧的左第二段、右第二段，位于左、右第二段外侧的左第三段、右第三段组成；所述高速电机布置于转子芯轴的中间段，所述左径向磁悬浮轴承、右径向磁悬浮轴承布置于转子芯轴的中间段且分别位于高速电机左右两侧；所述左轴向磁悬浮轴承、右轴向磁悬浮轴承分别布置于转子芯轴的左第二段、右第二段；所述左保护轴承、右保护轴承分别安装于转子芯轴的左第三段、右第三段；所述的工作机安装于转子芯轴的一端；所述转子芯轴中间段在左径向磁悬浮轴承和右径向磁悬浮轴承对应位置套有径向导磁材料；所述转子芯轴中间段的端面在左轴向磁悬浮轴承和右轴向磁悬浮轴承对应位置套有轴向导磁材料。

所述无推力盘的磁悬浮电机的工作方法，其特征在于：径向磁悬浮轴承与径向导磁材料之间的电磁力、轴向磁悬浮轴承与轴向导磁材料之间的电磁力，对转子芯轴径向和轴向的位移进行主动控制；冷却介质依次经过左轴向磁悬浮轴承、左径向磁悬浮轴承、高速电机、右径向磁悬浮轴承、右轴向磁悬浮轴承，流道畅通。

本发明的工作原理：

所述转子芯轴中间段在径向磁悬浮轴承对应位置套有径向导磁材料、端面套有轴向导磁材料，转子芯轴中间段端面可以作为推力盘的两个端面。当磁悬浮轴承的线圈通电时，无论转子芯轴在静态悬浮状态还是高速旋转状态，磁悬浮轴承和导磁材料之间的电磁力都能对转子芯轴位移进行主动控制。高速电机控制转子芯轴的转速。保护轴承在径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承不工作时对转子芯轴起支撑和保护作用。

磁悬浮电机工作时，冷却介质依次经过工作机、左保护轴承、左轴向磁悬浮轴承、左径向磁悬浮轴承、高速电机、右径向磁悬浮轴承、右轴向磁悬浮轴承、右保护轴承，如图1中箭头所示，流道畅通，阻力小，所以永磁体升温小，冷却效果好。

本发明的有益效果：