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一种65000转永磁磁悬浮高速电机系统

阅读：705发布：2021-06-02

专利汇可以提供一种65000转永磁磁悬浮高速电机系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种65000转永磁磁悬浮高速电机系统，属于电机领域，包括定子、转子、两个径向磁悬浮轴承和一个轴向磁悬浮轴承，所述定子上设有绕组，所述转子为永磁转子；两个径向磁悬浮轴承分别套装在转子的两侧上，转子通过所述径向磁悬浮轴承安装在定子内，径向磁悬浮轴承用于调整转子的径向位置；所述轴向磁悬浮轴承安装在转子端部的定子上，轴向磁悬浮轴承用于调整转子的轴向位置；所述径向磁悬浮轴承与轴向磁悬浮轴承均为永磁轴承。本发明不但能够实时调整转子的位移，还具有使用寿命长、维护保养方便的作用。，下面是一种65000转永磁磁悬浮高速电机系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种65000转永磁磁悬浮高速电机系统，其特征在于：包括定子、转子、两个径向磁悬浮轴承和一个轴向磁悬浮轴承，所述定子上设有绕组，所述转子为永磁转子；两个径向磁悬浮轴承分别套装在转子的两侧上，转子通过所述径向磁悬浮轴承安装在定子内，径向磁悬浮轴承用于调整转子的径向位置；所述轴向磁悬浮轴承安装在转子端部的定子上，轴向磁悬浮轴承用于调整转子的轴向位置；所述径向磁悬浮轴承与轴向磁悬浮轴承均为永磁轴承。
2.根据权利要求1所述的65000转永磁磁悬浮高速电机系统，其特征在于：还包括位置信号传感器、磁悬浮轴承控制器、功率放大器，所述磁悬浮轴承控制器与所述径向磁悬浮轴承、所述轴向磁悬浮轴承、所述位置信号传感器、所述功率放大器电连接；所述位置信号传感器用于检测转子的径向及轴向位置并将转子的位置变化信号发送给磁悬浮轴承控制器，磁悬浮轴承控制器用于控制所述径向磁悬浮轴承及轴向磁悬浮轴承，所述功率放大器用于将磁悬浮轴承控制器发送的控制信号转换为控制电流，所述径向磁悬浮轴承与轴向磁悬浮轴承用于在所述控制电流作用下驱动转子位置变化。
3.根据权利要求2所述的65000转永磁磁悬浮高速电机系统，其特征在于：所述径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承上均安装有所述位置信号传感器安装。
4.根据权利要求2所述的65000转永磁磁悬浮高速电机系统，其特征在于：所述径向磁悬浮轴承上安装有两个位置信号传感器，所述轴向磁悬浮轴承上安装有一个位置信号传感器。
5.根据权利要求2所述的65000转永磁磁悬浮高速电机系统，其特征在于：还包括位置传感器控制板，所述位置传感器控制板与位置信号传感器、磁悬浮轴承控制器电连接，位置传感器控制板用于将位置信号传感器检测到的位置信号转化为电压信号。
6.根据权利要求2所述的65000转永磁磁悬浮高速电机系统，其特征在于：所述磁悬浮轴承控制器包括一个核心控制板和五个轴功率板输出。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的65000转永磁磁悬浮高速电机系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、磁悬浮轴承控制器接到上位机CAN通讯信号上电后，输出电流到径向磁悬浮轴承使其内部的转子在磁场作用下处于悬浮状态；
步骤2、安装在径向磁悬浮轴承及轴向磁悬浮轴承上的位置信号传感器实时测定转子的径向及轴向位置，并通过位置传感器控制板将位置信号转化成电压信号发送给磁悬浮承控制器；
步骤3、磁悬浮轴承控制器根据事先录入的转子正常工作位置判断转子的实时径向及轴向位置是否需要调整，如需调整则磁悬浮轴承控制器计算并生成控制信号；
步骤4、功率放大器将所述控制信号转化为控制电流，需要调节的径向磁悬浮轴承或轴向磁悬浮轴承在所述控制电流的作用下产生变化磁场，转子在所述变化磁场内回归到正常工作位置上。

说明书全文

一种65000转永磁磁悬浮高速电机系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电机领域，特别涉及一种65000转永磁磁悬浮高速电机系统。

背景技术

[0002] 现有技术中，电机的转子在高速旋转下，其上安装的轴承的转速也随之增加，这就造成轴承的磨损增加，进而导致轴承寿命下降，电机维护保养频率提高；然而，在工业中，高速电机的应用场合越来越大，磁悬浮电机应运而生，但是现有的磁悬浮电机也只是简单的利用励磁磁悬浮的原理使电机转子处于悬浮状态，这种磁悬浮电机存在控制效率低、易受干扰、体积大、安装不便的问题，而且很难达到超高速(100000转以上)状态下运行。

发明内容

[0003] 针对现有技术存在的磁悬浮电机控制效率低、易受干扰、体积大、安装不便的问题，本发明的目的在于提供一种65000转永磁磁悬浮高速电机系统。

[0004] 为实现上述目的，本发明的技术方案为：

[0005] 一种65000转永磁磁悬浮高速电机系统，包括定子、转子、两个径向磁悬浮轴承和一个轴向磁悬浮轴承，所述定子上设有绕组，所述转子为永磁转子；两个径向磁悬浮轴承分别套装在转子的两侧上，转子通过所述径向磁悬浮轴承安装在定子内，径向磁悬浮轴承用于调整转子的径向位置；所述轴向磁悬浮轴承安装在转子端部的定子上，轴向磁悬浮轴承用于调整转子的轴向位置；所述径向磁悬浮轴承与轴向磁悬浮轴承均为永磁轴承。

[0006] 进一步的，还包括位置信号传感器、磁悬浮轴承控制器、功率放大器，所述磁悬浮轴承控制器与所述径向磁悬浮轴承、所述轴向磁悬浮轴承、所述位置信号传感器、所述功率放大器电连接；所述位置信号传感器用于检测转子的径向及轴向位置并将转子的位置变化信号发送给磁悬浮轴承控制器，磁悬浮轴承控制器用于控制所述径向磁悬浮轴承及轴向磁悬浮轴承，所述功率放大器用于将磁悬浮轴承控制器发送的控制信号转换为控制电流，所述径向磁悬浮轴承与轴向磁悬浮轴承用于在所述控制电流作用下驱动转子位置变化。

[0007] 优选的，所述径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承上均安装有所述位置信号传感器安装。

[0008] 优选的，所述径向磁悬浮轴承上安装有两个位置信号传感器，所述轴向磁悬浮轴承上安装有一个位置信号传感器。

[0009] 进一步的，还包括位置传感器控制板，所述位置传感器控制板与位置信号传感器、磁悬浮轴承控制器电连接，位置传感器控制板用于将位置信号传感器检测到的位置信号转化为电压信号。

[0010] 优选的，所述磁悬浮轴承控制器包括一个核心控制板和五个轴功率板输出。

[0011] 一种65000转永磁磁悬浮高速电机系统的控制方法，包括以下步骤：

[0012] 步骤1、磁悬浮轴承控制器接到上位机CAN通讯信号上电后，输出电流到径向磁悬浮轴承使其内部的转子在磁场作用下处于悬浮状态；

[0013] 步骤2、安装在径向磁悬浮轴承及轴向磁悬浮轴承上的位置信号传感器实时测定转子的径向及轴向位置，并通过位置传感器控制板将位置信号转化成电压信号发送给磁悬浮承控制器；

[0014] 步骤3、磁悬浮轴承控制器根据事先录入的转子正常工作位置判断转子的实时径向及轴向位置是否需要调整，如需调整则磁悬浮轴承控制器计算并生成控制信号；

[0015] 步骤4、功率放大器将所述控制信号转化为控制电流，需要调节的径向磁悬浮轴承或轴向磁悬浮轴承在所述控制电流的作用下产生变化磁场，转子在所述变化磁场内回归到正常工作位置上。

[0016] 采用上述技术方案，由于径向磁悬浮轴承及轴向磁悬浮轴承均为永磁磁悬浮轴承，因为没有励磁磁场电流，因而减少了功率损耗，提高了效率；固定磁场受外界干扰小，运行稳定。体积小，重量轻且便于安装，使本发明中的磁悬浮高速电机可以运行在超高速领域(100000转以上)。附图说明

[0017] 图1为本发明一种65000转永磁磁悬浮高速电机的剖视图；

[0018] 图2为本发明中径向磁悬浮轴承的结构示意图；

[0019] 图3为本发明中轴向磁悬浮轴承的结构示意图；

[0020] 图4为本发明的结构框图。

[0021] 图中:1-定子、2-转子、3-径向磁悬浮轴承、4-轴向磁悬浮轴承、5-位置信号传感器、6-磁悬浮轴承控制器、7-功率放大器、8-位置传感器控制板。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0023] 如图1-3所示，一种65000转永磁磁悬浮高速电机系统，包括定子1、转子2、两个径向磁悬浮轴承3和一个轴向磁悬浮轴承4，定子1上设有绕组，转子2为永磁转子；两个径向磁悬浮轴承3分别套装在转子2的两侧上，转子2通过径向磁悬浮轴承3安装在定子1内，径向磁悬浮轴承3用于支撑转子1以及调整转子1的径向位置；轴向磁悬浮轴承4分别安装在转子2一端的定子1上，轴向磁悬浮轴承4用于调整转子2的轴向位置；径向磁悬浮轴承3与轴向磁悬浮轴承4均为永磁轴承；

[0024] 如图4所示，本发明还包括位置信号传感器5、磁悬浮轴承控制器6、功率放大器7，磁悬浮轴承控制器6与径向磁悬浮轴承3、轴向磁悬浮轴承4、位置信号传感器5、功率放大器7电连接；其中，位置信号传感器5用于检测转子2的径向及轴向位置并将转子2的位置变化信号发送给磁悬浮轴承控制器6，磁悬浮轴承控制器6用于控制径向磁悬浮轴承3及轴向磁悬浮轴承4，功率放大器7用于将磁悬浮轴承控制器6发送的控制信号转换为控制电流，径向磁悬浮轴承3和轴向磁悬浮轴承4用于在控制电流作用下驱动转子2位置趋向正常工作位置；

[0025] 为了更加精确的测定转子2的位移，位置信号传感器5设置有5个，每个径向磁悬浮轴承3上均安装有两个位置信号传感器5，轴向磁悬浮轴承4上安装有一个位置信号传感器5；还包括位置传感器控制板8，位置传感器控制板8与位置信号传感器5、磁悬浮轴承控制器
6电连接，位置传感器控制板8用于将位置信号传感器5检测到的位置信号转化为电压信号；
磁悬浮轴承控制器6包括一个核心控制板和五个轴功率板输出。

[0026] 本发明还公开了一种应用于65000转永磁磁悬浮高速电机系统的控制方法，包括以下步骤：

[0027] 步骤1、磁悬浮轴承控制器6接到上位机CAN通讯信号上电后，输出电流到径向磁悬浮轴承3使其内部的转子2在磁场作用下处于悬浮状态；

[0028] 步骤2、安装在径向磁悬浮轴承3及轴向磁悬浮轴承4上的位置信号传感器5实时测定转子2的径向及轴向位置，并通过位置传感器控制板8将位置信号转化成电压信号发送给磁悬浮承控制器6；

[0029] 步骤3、磁悬浮轴承控制器6根据事先录入的转子2正常工作位置判断转子2的实时径向及轴向位置是否需要调整，如需调整则磁悬浮轴承控制器6计算并生成控制信号；

[0030] 步骤4、功率放大器7将控制信号转化为控制电流，需要调节的径向磁悬浮轴承3或轴向磁悬浮轴承4在控制电流的作用下产生变化磁场，转子2在变化磁场内回归到正常工作位置上。

[0031] 以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

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