[实用新型]一种主被动混合型磁悬浮轴承电机

说明书

本实用新型公开了一种主被动混合型磁悬浮轴承电机，涉及轴承技术领域，包括电机组件、第一轴承组件以及第二轴承组件沿电机轴向依次串联配置，所述电机组件用于提供旋转驱动力和主动阻尼控制，电机组件内同轴设置有转子护套。本实用新型主被动混合型磁悬浮轴承组件在一个定子支架上同时集成了径向和轴向三个自由度的控制功能，结构更为紧凑、轴向空间利用率更高；本实用新型的电机组件主要作为旋转驱动力的动力装置运行，通过设置主动阻尼控制装置，能够实时监控，具备提供辅助系统稳定的能力，本实用新型电机的功率密度更高；转子轴系四自由度采用永磁轴承被动支承方式，可以节省制造成本，还适用于中小功率、低成本的高速或超高速等应用场合。

技术领域

本实用新型涉及轴承技术领域，具体涉及一种主被动混合型磁悬浮轴承电机。

背景技术

轴承支承方式是影响电机能否高速或超高速运行的主要原因之一。磁悬浮支承技术的非接触、无摩擦及免维护的优点，在高速或超高速电机中得以广泛应用。传统五自由度磁悬浮电机实现方式包括：一、采用两个径向主动控制磁悬浮轴承和一个轴向主动控制磁悬浮轴承实现转子五自由度悬浮，旋转驱动力由独立配置的电机提供；二、采用一个轴-径向主动控制三自由度磁悬浮轴承配合一个两自由度径向悬浮无轴承电机实现；三、采用一个轴向主动控制磁悬浮轴承配合两个两自由度径向悬浮无轴承电机实现。

然而，第一种实现方式需要架构两个径向轴承和一个轴向轴承以及一个独立配置的电机才可实现五自由度悬浮的目的，存在轴向空间利用率低的问题。第二种和第三种方式存在电机功率密度低的问题。此外，这三种实现方式因为主动悬浮控制的需要，都存在制造成本较高的问题。因此，在一些中小功率、低成本的高速或超高速应用场合，上述传统磁悬浮电机技术均存在不足。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服传统五自由度主动控制磁悬浮轴承电机的不足，提出一种结构更为紧凑、运行可靠性更高的，适用于中小功率高速运行的具有径向主动阻尼控制的主被动混合型磁悬浮轴承电机。

一种主被动混合型磁悬浮轴承电机，包括电机组件、第一轴承组件以及第二轴承组件沿电机轴向依次串联配置，所述电机组件用于提供旋转驱动力和主动阻尼控制，电机组件内同轴设置有转子护套，所述第一轴承组件通过转子护套安装于电机组件的一端，所述第二轴承组件通过转子护套安装于电机组件的另一端。

优选的，所述第一轴承组件包括轴承组件支架一和转轴一，所述轴承组件支架一上分别集成有径向被动磁悬浮轴承一、轴向主动磁悬浮轴承一以及径向位移监控装置一，所述径向被动磁悬浮轴承一由沿着轴向充磁、共平面且同心配置的定子永磁环一和转子永磁环一构成，所述定子永磁环一安装于轴承组件支架一上，转子永磁环一安装于所述转轴一上，所述轴向主动磁悬浮轴承一由沿着轴向环形绕制的绕组线圈一、导磁铁心一以及推力盘一构成，所述绕组线圈一与导磁铁心一同轴安装于轴承组件支架一上，推力盘一安装于转轴一上，所述径向位移监控装置一由传感器支架一及径向位移传感器一构成，所述传感器支架一安装于轴承组件支架一上，所述径向位移传感器一安装于传感器支架一上。

优选的，所述第二轴承组件包括轴承组件支架二和转轴二，所述轴承组件支架二上分别集成有径向被动磁悬浮轴承二、轴向主动磁悬浮轴承二以及径向位移监控装置二，所述径向被动磁悬浮轴承二由沿着轴向充磁、共平面且同心配置的定子永磁环二和转子永磁环二构成，所述定子永磁环二安装于轴承组件支架二上，转子永磁环二安装于所述转轴二上，所述轴向主动磁悬浮轴承二由沿着轴向环形绕制的绕组线圈二、导磁铁心二以及推力盘二构成，所述绕组线圈二与导磁铁心二同轴安装于轴承组件支架二上，推力盘二安装于转轴二上，所述径向位移监控装置二由传感器支架二及径向位移传感器二构成，所述传感器支架二安装于轴承组件支架二上，所述径向位移传感器二安装于传感器支架二上。

优选的，所述转子永磁环一与转子永磁环二的充磁方向沿轴向相反。

优选的，所述转子护套、转轴一及转轴二依次轴向串联配置。