[发明专利]一种磁悬浮系统及其磁悬浮组件、磁路组件和导磁件

说明书

本发明涉及一种磁悬浮系统及其磁悬浮组件、磁路组件和导磁件，该磁悬浮系统包括基座、设置在基座上的磁悬浮组件、设置在磁悬浮组件上的转子组件和定子组件旋转部、设置在转子组件或定子组件旋转部上的离心泵组件以及用于驱动定子组件旋转部转动且独立控制于磁悬浮组件的驱动机构，该磁悬浮系统通过机械传动方式实现了悬浮和驱动的独立控制，控制驱动简单，装配难度低且集成度和稳定性高，适用于离心泵应用场合。

技术领域

本发明涉及磁悬浮设备技术领域，特别是涉及一种磁悬浮系统及其磁悬浮组件、磁路组件和导磁件。

背景技术

专利公开号为CN103189655A、CN107302294A的中国专利申请采用了一种磁悬浮扁片电机，这种电机把磁悬浮轴承和电机融为一体。这种设计通过设计驱动绕组来进行磁悬浮转子的驱动的方式容易与磁悬浮绕组产生的磁场进行耦合与干扰，增加了系统建模与控制的难度，降低了系统的稳定性与可靠性，转矩波动大。而且这种设计也需要采用价格高昂的电涡流传感器。

为了减少两种绕组耦合所导致的控制难度大、稳定性和可靠性低的问题，专利公开号为CN112910317A的中国专利申请提出了一种基于磁轴承和磁耦合机构的磁悬浮系统，实现了扁片转子的驱动与磁轴承的分立，但是该系统的磁驱动耦合机构位于转子下方，即磁驱动耦合机构的磁场与磁轴承磁场互相垂直，导致耦合机构对转子的磁力无法被磁轴承抵消，过大的耦合力将会使得转子被吸到耦合机构上，如此一来将会大大降低转子的转矩输出能力。而且，该系统需要将转子位移传感器布置在耦合机构和转子之间，耦合机构的磁力会对传感器电路产生干扰。

为解决耦合机构的磁力对传感器电路产生干扰的问题，专利公开号为CN114739274A的中国专利申请提出了一种驱动与磁轴承的分立的磁悬浮转子结构，虽然该磁悬浮转子结构中的磁耦合驱动机构的磁场与磁轴承的磁场平行，避免了专利公开号为专利公开号为CN112910317A的中国专利申请存在的问题，但是该磁悬浮转子结构的磁驱动耦合机构与扁片转子通过转子轴固定连接，这导致悬浮的转子长度增加，影响了系统的集成度，且在转子在磁轴承和耦合机构之间容易产生摆动。

另外，专利公开号为CN115282466A的中国专利申请公开了全磁悬浮离心式血泵，该全磁悬浮离心式血泵采用两套绕组来实现磁悬浮系统的悬浮和驱动，这种方式需要把磁悬浮转子的轴向尺寸设计得较长，在空间上实现对两套绕组的分离，可以达到一定减小控制难度的目的，但是该设计仅仅适用于轴向较长的转子结构，对于轴向较短的磁悬浮转子则难以实现，存在较大局限性。

总的来讲，现有的磁悬浮设备设计方案复杂，控制难度大，装配难度高，集成度低，不适于磁悬浮离心泵应用。

发明内容

本发明的一目的是，提供一种磁悬浮系统及其磁悬浮组件、磁路组件和导磁件，所述磁悬浮系统通过机械传动方式实现了悬浮和驱动的独立控制，控制驱动简单，装配难度低且集成度和稳定性高，适用于磁悬浮离心泵应用场合。

本发明在一方面提供了一种导磁件，包括第一竖直部、垂直延伸自所述第一竖直部的第一水平部、垂直延伸自所述第一水平部的第二竖直部以及垂直延伸自所述第二竖直部的第二水平部，其中所述第一竖直部的长度大于所述第二竖直部，所述第一水平部的长度大于所述第二水平部。

本发明在另一方面提供了一种磁路组件，包括两个呈夹角设置的所述导磁件，所述导磁件为第一导磁件，所述磁路组件还包括分别设置在对应的所述第一导磁件的第一竖直部的两个第二导磁件、设置在两个所述第二导磁件之间的偏置永磁体、分别套设在对应的所述第一导磁件上的磁悬浮控制线圈绕组以及间隙设置于所述第一导磁件的第二水平部的端部的第三导磁件，所述第三导磁件和所述第二水平部之间的间隙形成气隙；

其中偏置永磁体产生的磁场经过一侧的第二导磁件流向对应的第一导磁件，然后从第一导磁件穿过气隙流入第三导磁件，磁场经过第三导磁件后再次经过气隙流入另一个第一导磁件，然后经由该第一导磁件流入偏置永磁体另一侧的第二导磁件后，流回偏置永磁体，形成一个闭合磁回路。