[发明专利]一种轴向磁轴承、磁悬浮电机及磁悬浮真空泵

说明书

本公开是关于一种轴向磁轴承、磁悬浮电机及磁悬浮真空泵，属于磁轴承技术领域，轴向磁轴承包括两个定子组件和转子组件，两个定子组件分别包括定子铁芯和绕设在定子铁芯上的绕组；转子组件包括转子主体和推力部件，推力部件固定设置在转子主体上；两个定子铁芯分别套设在转子主体上，推力部件位于两个定子铁芯之间；推力部件分别与两个定子铁芯形成咬合结构；工作状态下，转子主体分别与两个定子铁芯形成轴向的第一气隙；推力部件分别与两个定子铁芯在咬合结构处形成径向的第二气隙。本公开通过在定子组件和推力部件之间形成咬合结构，增大了推力部件与定子组件之间磁极的接触面积，增大了轴向磁轴承的承载力和刚度。

技术领域

本公开涉及磁轴承技术领域，尤其涉及一种轴向磁轴承、磁悬浮电机及磁悬浮真空泵。

背景技术

磁悬浮真空泵通过离心原理对气体做功获得真空状态的过程中，磁悬浮真空泵的叶轮轮背处的气压与叶轮前侧的真空制取处会产生气压差，这种气压差会形成较大的轴向力，该轴向力作用在叶轮轮背上。随着真空泵真空制取处（即叶轮前侧）的真空度越大，叶轮轮背与叶轮前侧之间的气压差就越大，作用在叶轮轮背上的轴向力就越大，给磁悬浮真空泵整机稳定性和可靠性带来安全隐患。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供了一种轴向磁轴承、磁悬浮电机及磁悬浮真空泵。

本公开第一方面提出了一种轴向磁轴承，包括：

两个定子组件，每个所述定子组件包括定子铁芯和绕设在所述定子铁芯上的绕组；

转子组件，所述转子组件包括转子主体和推力部件，所述推力部件固定设置在所述转子主体上；两个所述定子铁芯分别套设在所述转子主体上，所述推力部件位于两个所述定子铁芯之间；所述推力部件通过咬合结构分别与两个所述定子铁芯连接；

工作状态下，所述转子主体与两个所述定子铁芯之间分别形成轴向的第一气隙；所述推力部件与两个所述定子铁芯在所述咬合结构处分别形成径向的第二气隙。

在一示例性的实施例中，所述推力部件与所述定子铁芯之间形成空腔；

所述定子铁芯上设置通孔，所述通孔连通所述空腔与外部；所述咬合结构阻止外部气体由所述第二气隙进入所述空腔。

在一示例性的实施例中，所述推力部件包括推力盘，所述推力盘位于两个所述定子铁芯之间；

所述空腔、所述咬合结构均设置在所述定子铁芯与所述推力盘之间。

在一示例性的实施例中，所述推力部件包括轴套，所述推力盘设置在所述轴套的外周壁上，所述轴套同轴套设在所述转子主体上，所述轴套与所述转子主体过盈配合。

在一示例性的实施例中，所述定子铁芯包括内环和外环，所述内环的靠近所述推力盘的一侧设置为第一内磁极，所述外环的靠近所述推力盘的一侧设置为第一外磁极，所述绕组绕设在所述第一内磁极与所述第一外磁极之间；所述推力盘的与所述第一内磁极、所述第一外磁极对应的位置分别设置为第二内磁极和第二外磁极；

所述咬合结构包括设置在所述第一内磁极和所述第一外磁极上的第一齿部，以及设置在所述第二内磁极和所述第二外磁极上的第二齿部；所述第一齿部与所述第二齿部啮合；

工作状态下，所述第一气隙位于所述转子主体与所述定子铁芯的内环之间；所述第二气隙位于所述第一齿部与所述第二齿部之间。

在一示例性的实施例中，所述第一齿部包括多个第一环形齿，多个所述第一环形齿沿所述定子铁芯的径向方向排列，每个所述第一环形齿沿所述定子铁芯的周向方向环绕或延伸；

和/或，所述第二齿部包括多个第二环形齿，多个所述第二环形齿沿所述推力盘的径向方向排列，每个所述第二环形齿沿所述推力盘的轴向方向环绕或延伸；

多个所述第一环形齿和多个所述第二环形齿交错设置。

在一示例性的实施例中，以平行于所述转子主体的轴线的平面为预设截面，所述第二气隙在所述预设截面的投影呈锯齿形。