磁悬浮旋转驱动装置及离心泵 |
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| 申请号 | CN202410170567.7 | 申请日 | 2024-02-06 | 公开(公告)号 | CN118017875A | 公开(公告)日 | 2024-05-10 |
| 申请人 | 中国科学院深圳先进技术研究院; | 发明人 | 孙天夫; 赵子昊; 郑海荣; 李鑫宇; 梁嘉宁; | ||||
| 摘要 | 本 申请 提供了一种磁悬浮旋转驱动装置及 离心 泵 ，属于磁悬浮技术领域，改善了当前的磁悬浮旋转驱动装置不能兼顾结构紧凑和降低磁路干扰的问题。该磁悬浮旋转驱动装置包括：悬浮驱动机构；旋转驱动机构；悬浮 旋转机 构，设于所述悬浮驱动机构与所述旋转驱动机构之间，且所述悬浮驱动机构、所述旋转驱动机构以及所述悬浮旋转机构三者彼此套设，所述悬浮驱动机构被配置为驱动所述悬浮旋转机构呈悬浮状态，所述旋转驱动机构被配置为驱动所述悬浮旋转机构旋转。本申请中的磁悬浮旋转驱动装置在旋转驱动时更加稳定，易于控制且结构更加紧凑。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种磁悬浮旋转驱动装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 磁悬浮旋转驱动装置及离心泵技术领域背景技术[0002] 磁悬浮旋转装置，一般由磁悬浮轴承系统和转子旋转驱动系统组成。磁悬浮轴承系统通过控制电磁力的方向和大小，实现旋转驱动机构的稳定悬浮，即不与定子发生接触。驱动系统则通过非接触式驱动力(转矩)带动旋转驱动机构实现旋转。这两个系统共同作用实现旋转驱动机构悬浮状态下的旋转。 [0003] 在相关技术中，磁悬浮旋转装置一般具有两种结构。第一种结构：将旋转驱动机构和悬浮驱动机构集成为一体，旋转驱动机构设于悬浮驱动机构内且不与悬浮驱动机构接触，这种结构紧凑程度高，但由于悬浮驱动机构与旋转驱动机构相互耦合两者之间存在干扰，导致磁悬浮旋转装置的控制难度增加，装置稳定性较差；第二种结构：将悬浮驱动机构和旋转驱动机构分离设置，能够有效避免悬浮驱动机构与旋转驱动机构两者之间的干扰，但该种结构的磁路需要沿转子的轴向布置，增加转子的长度，使转子容易产生摆动，影响转子悬浮的稳定性，对于结构紧凑程度也会相较于第一种结构更差。 [0004] 综上，目前亟需提出一种能够兼顾结构紧凑、降低磁路干扰以及改善转子悬浮稳定性的磁悬浮旋转驱动装置。发明内容 [0005] 有鉴于此，本申请提供了一种磁悬浮旋转驱动装置及离心泵，用以改善当前的磁悬浮旋转驱动装置不能兼顾结构紧凑和降低磁路干扰的问题。 [0006] 而本申请为解决上述技术问题所采用的技术方案为： [0007] 第一方面，本申请提供了一种磁悬浮旋转驱动装置，包括： [0008] 悬浮驱动机构； [0009] 旋转驱动机构； [0010] 悬浮旋转机构，设于所述悬浮驱动机构与所述旋转驱动机构之间，且所述悬浮驱动机构、所述旋转驱动机构以及所述悬浮旋转机构三者彼此套设，所述悬浮驱动机构被配置为驱动所述悬浮旋转机构呈悬浮状态，所述旋转驱动机构被配置为驱动所述悬浮旋转机构旋转； [0011] 所述悬浮旋转机构呈环形，所述悬浮旋转机构与所述悬浮驱动机构之间限定有第一磁间隙，所述悬浮旋转机构背离所述悬浮驱动机构的一侧与所述旋转驱动机构之间限定有第二磁间隙，所述第一磁间隙内形成有驱使所述悬浮旋转机构处于所述悬浮状态的第一气隙磁动势，所述第二磁间隙内形成有驱使所述悬浮旋转机构旋转的第二气隙磁动势。 [0012] 所述悬浮驱动机构包括导磁底座、多个第一线圈绕组、多个导磁柱以及多个悬浮驱动件，每一所述第一线圈绕组套设于一所述导磁柱上，所述多个第一线圈绕组和所述多个导磁柱均设于所述导磁底座上并沿所述悬浮旋转机构的周向间隔分布，每一所述悬浮驱动件与一所述导磁柱背离所述导磁底座的一端连接，所述悬浮驱动件与所述悬浮旋转机构间隔设置以限定出所述第一磁间隙。 [0013] 在本申请的部分实施例中，所述悬浮驱动机构围合出第一收容空间，所述旋转驱动机构设于所述第一收容空间内并与所述悬浮驱动机构套设，所述悬浮旋转机构设于所述第一收容空间内且位于所述悬浮驱动机构和所述旋转驱动机构之间。 [0014] 在本申请的部分实施例中，所述旋转驱动机构围合出第二收容空间，所述悬浮驱动机构和所述悬浮旋转机构均设于所述第二收容空间内，所述旋转驱动机构与所述悬浮驱动机构套设，所述悬浮旋转机构位于所述悬浮驱动机构和所述旋转驱动机构之间。 [0016] 在本申请的部分实施例中，所述悬浮驱动件朝向所述悬浮旋转机构的表面为弧面，沿所述悬浮旋转机构的周向，所述弧面的曲率与所述悬浮旋转机构朝向所述悬浮驱动件的表面的曲率相同。 [0017] 在本申请的部分实施例中，所述悬浮旋转机构包括磁性环和多个第一磁性件，所述多个第一磁性件沿所述磁性环的周向设置；所述旋转驱动机构包括导磁轴和多个第二磁性件，所述多个第二磁性件沿所述导磁轴的周向设置，所述导磁轴与所述导磁底座相接； [0018] 其中，每一所述第一磁性件与一所述第二磁性件相对设置以限定出所述第二磁间隙，相邻的两个所述第一磁性件和与之对应的相邻的两个第二磁性件磁耦合。 [0019] 在本申请的部分实施例中，所述磁性环包括导磁环和径向充磁的永磁环，所述导磁环设于所述永磁环的周向内侧并位于所述多个第一磁性件和所述永磁环之间；或者，[0020] 所述磁性环为导磁环，所述多个第一磁性件沿所述导磁环的周向设置。 [0021] 在本申请的部分实施例中，所述多个第一磁性件包括多个第一永磁体和多个第一导磁体，所述多个第一永磁体与所述多个第一导磁体沿所述磁性环的周向交错排列，所述多个第二磁性件包括多个第二永磁体和多个第二导磁体，所述多个第二永磁体和多个所述第二导磁体沿所述导磁轴的周向交错排列。 [0022] 在本申请的部分实施例中，所述第一磁性件为第一永磁体，多个所述第一永磁体沿所述磁性环的周向间隔排列，所述第二磁性件为第二永磁体，多个所述第二永磁体沿所述导磁轴的周向间隔排列； [0023] 其中，相邻的所述第一永磁体的磁化极性相反，相邻的所述第二永磁体的磁化极性相反。 [0024] 在本申请的部分实施例中，所述悬浮驱动机构与所述旋转驱动机构转动套设，所述悬浮旋转机构与所述旋转驱动机构磁耦合，所述旋转驱动机构被配置为在绕自身轴线转动时，带动所述悬浮旋转机构旋转。 [0025] 在本申请的部分实施例中，所述悬浮驱动机构与所述旋转驱动机构固定套设； [0026] 所述悬浮旋转机构包括磁性环和多个第一磁性件，所述多个第一磁性件沿所述磁性环的周向设置； [0027] 所述旋转驱动机构包括导磁轴、多个第二磁性件以及多个第二线圈绕组，一个所述第二线圈绕组绕设于至少一个所述第二磁性件，所述多个第二磁性件沿所述导磁轴的周向设置，所述导磁轴背离所述第二磁性件的一端固定套设于所述悬浮驱动机构； [0029] 第二方面，本申请的实施例提供了一种离心泵，包括： [0030] 外壳，开设有容纳腔并设有与所述容纳腔连通的泵管； [0032] 如第一方面所述的磁悬浮旋转驱动装置，与所述外壳固定连接，且所述旋转驱动机构与所述叶轮连接以带动所述叶轮转动。 [0033] 综上，由于采用了上述技术方案，本申请至少包括如下有益效果： [0034] 本申请提供了一种磁悬浮旋转驱动装置及离心泵，主要是通过将悬浮驱动机构、旋转驱动机构以及悬浮旋转机构三者进行套设设置，实现磁悬浮旋转驱动装置结构紧凑的目的，由于悬浮驱动机构及旋转驱动机构沿悬浮旋转机构的径向分别设置于悬浮旋转机构的两侧，使悬浮驱动机构能够单独作用于悬浮旋转机构，使悬浮旋转机构悬浮；旋转驱动机构也能够单独作用于悬浮旋转机构，使悬浮旋转机构旋转，悬浮与旋转均通过不同的磁通路实现，从而有效避免在实现悬浮旋转机构悬浮和旋转时，悬浮驱动机构与旋转驱动机构两者之间相互干扰，将悬浮和旋转所需要的磁通路分隔，实现分开控制，使磁悬浮旋转驱动装置在磁悬浮驱动控制上更加稳定。详细地说，主要是将悬浮旋转机构设置在悬浮驱动机构和旋转驱动机构之间，从而将悬浮驱动机构和旋转驱动机构隔离；然后利用悬浮旋转机构的两侧分别与悬浮驱动机构和旋转驱动机构间隔设置，以形成互不干扰的第一气隙磁动势和第二气隙磁动势，第一气隙磁动势作用于悬浮旋转机构，使其能够保持不与悬浮驱动机构接触并处于悬浮状态，第二气隙磁动势作用于悬浮旋转机构，使悬浮旋转机构能够转动，起到转子的作用。附图说明 [0035] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本申请的一些实施例，而非对本申请的限制，其中： [0036] 图1为本申请实施例中所提供的一种磁悬浮旋转驱动装置的结构示意图； [0037] 图2为图1的俯视结构示意图； [0038] 图3为图2的磁通传递路径的剖视示意图； [0039] 图4为图2的A部分的磁通传递路径的示意图； [0040] 图5为本申请实施例中所提供的另一种磁悬浮旋转驱动装置的结构示意图； [0041] 图6为图5的俯视结构示意图； [0042] 图7为本申请实施例中所提供的另一种磁悬浮旋转驱动装置的结构示意图； [0043] 图8为图7的俯视结构示意图； [0044] 图9为本申请实施例中所提供的另一种磁悬浮旋转驱动装置的结构示意图； [0045] 图10为图9的俯视结构示意图； [0046] 图11为本申请实施例中所提供的离心泵的结构示意图； [0047] 图12为图11的爆炸结构示意图。 [0048] 附图标记说明： [0049] 1、磁悬浮旋转驱动装置；11、悬浮驱动机构；111、导磁底座；112、第一线圈绕组；113、导磁柱；114、悬浮驱动件；115、第一收容空间；12、旋转驱动机构；121、导磁轴；122、第二磁性件；1221、第二永磁体；1222、第二导磁体；1223、第二线圈绕组；123、第二收容空间； 13、悬浮旋转机构；131、磁性环；132、第一磁性件；1321、第一永磁体；1322、第一导磁体；14、第一磁间隙；15、第二磁间隙；2、外壳；21、泵管；3、叶轮。 具体实施方式[0050] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本申请所保护的范围。 [0051] 在本申请的描述中，需要理解的是，词语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义为两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。 [0052] 在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为示例性”的任何实施例不一定被解释为比其他实施例更优选或更具优势。为使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其他实例中，不会对已知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理的最广范围相一致。 [0053] 请参见图1、图5、图7以及图9，本申请的实施例提出了一种磁悬浮旋转驱动装置1，该磁悬浮旋转驱动装置1包括： [0054] 悬浮驱动机构11； [0055] 旋转驱动机构12； [0056] 悬浮旋转机构13，设于所述悬浮驱动机构11与所述旋转驱动机构12之间，且所述悬浮驱动机构11、所述旋转驱动机构12以及所述悬浮旋转机构13三者彼此套设，所述悬浮驱动机构11被配置为驱动所述悬浮旋转机构13呈悬浮状态，所述旋转驱动机构12被配置为驱动所述悬浮旋转机构13旋转。 [0057] 本申请所提供的技术方案主要是通过将悬浮驱动机构、旋转驱动机构以及悬浮旋转机构三者进行套设设置，实现磁悬浮旋转驱动装置结构紧凑的目的，并通过利用悬浮旋转机构充当中间机构，将旋转驱动机构和悬浮驱动机构分隔开，使悬浮驱动机构能够单独作用于悬浮旋转机构，使悬浮旋转机构悬浮，旋转驱动机构能够单独作用于悬浮旋转机构，使悬浮旋转机构旋转，悬浮与旋转均通过不同的磁场实现，从而有效避免在实现悬浮旋转机构悬浮和旋转时，悬浮驱动机构与旋转驱动机构分别形成的磁场产生干扰，将悬浮和旋转所需要的磁场分隔，实现分开控制，使磁悬浮旋转驱动装置在磁悬浮驱动控制上更加稳定。详细地说，主要是将悬浮旋转机构设置在悬浮驱动机构和旋转驱动机构之间，从而将悬浮驱动机构和旋转驱动机构隔离；然后利用悬浮旋转机构的两侧分别与悬浮驱动机构和旋转驱动机构间隔设置，以形成互不干扰的第一气隙磁动势和第二气隙磁动势，第一气隙磁动势作用于悬浮旋转机构，使其能够保持不与悬浮驱动机构接触并处于悬浮状态，第二气隙磁动势作用于悬浮旋转机构，使悬浮旋转机构能够转动，起到转子的作用。 [0058] 在一些实施例中，所述悬浮旋转机构13呈环形，所述悬浮旋转机构13与所述悬浮驱动机构11间隔套设以限定出第一磁间隙14，所述悬浮旋转机构13背离所述悬浮驱动机构11的一侧和所述旋转驱动机构12间隔套设以限定出第二磁间隙15，所述第一磁间隙14内形成有驱使所述悬浮旋转机构13悬浮的第一气隙磁动势，所述第二磁间隙15内形成有驱使所述悬浮旋转机构13旋转的第二气隙磁动势。 [0059] 需要说明的是，因为该悬浮旋转机构13呈环形，因此其转动也不会影响到悬浮旋转机构13与悬浮驱动机构11之间所形成的第一气隙磁动势，不会妨碍悬浮旋转机构13的悬浮。 [0060] 还需要说明的是，第一气隙磁动势和第二气隙磁动势为相互独立的气隙磁动势，且互不影响。第一气隙磁动势沿悬浮旋转机构13的周向分布，以使悬浮旋转机构13的周向上能够受到平衡的磁斥力，从而使悬浮旋转机构13实现悬浮平衡。第二气隙磁动势也沿悬浮旋转机构13的周向分布，因为悬浮旋转机构13和旋转驱动机构12可单独形成磁场，所以在悬浮旋转机构13和旋转驱动机构12之间可以产生独立的第二气隙磁动势，而不会与第一气隙磁动势产生干扰，第二气隙磁动势所产生的力可以是磁斥力，也可以是磁吸力，不做限定，主要是用于驱使悬浮旋转机构13旋转。因为悬浮旋转机构13为环形，所以虽然旋转驱动机构12会对悬浮旋转机构13产生作用力，但也会因为环形结构而实现磁力平衡，不会影响到悬浮驱动机构11对悬浮旋转机构13的悬浮磁力的作用。也就是说，想要使悬浮旋转机构13悬浮，仅需要控制第一气隙磁动势的大小和方向即可；想要使悬浮旋转机构13旋转，仅需要控制第二气隙磁动势的大小和方向即可，互不影响，更加利于控制以及提高磁悬浮旋转驱动装置1的运行稳定性。 [0061] 请参见图1至图4，在一些实施例中，悬浮驱动机构11包括导磁底座111、多个第一线圈绕组112、多个导磁柱113以及多个悬浮驱动件114，每一所述第一线圈绕组112套设于一所述导磁柱113上，所述多个第一线圈绕组112和所述多个导磁柱113均设于所述导磁底座111上并沿所述悬浮旋转机构13的周向间隔分布，每一所述悬浮驱动件114与一所述导磁柱113背离所述导磁底座111的一端连接，所述悬浮驱动件114与所述悬浮旋转机构13间隔设置以限定出所述第一磁间隙14。通过导磁底座111、第一线圈绕组112、导磁柱113、悬浮驱动件114、悬浮旋转机构13以及旋转驱动机构12磁路连接，形成一个闭环的磁路，实现磁通传递。当对第一线圈绕组112通电时，磁通传递路径为悬浮驱动件114、导磁柱113、导磁底座111、旋转驱动机构12、悬浮旋转机构13，最后再回到悬浮驱动件114，形成闭环磁路。这里需要说明的是，该闭环磁路仅是其中一条闭环磁路，即导磁柱113、悬浮驱动件114均只用到一个。以及，通过调节第一线圈绕组112的电流方向和大小，可以实现对悬浮驱动件114与悬浮旋转机构13之间的气隙磁通的大小调节，从而实现对悬浮旋转机构13的磁力的调节，从而将悬浮旋转机构13悬浮。 [0062] 通过上述的磁路路径设置，能够形成多个磁场的闭环，至少包括用于使悬浮旋转机构13悬浮的悬浮磁场以及用于使悬浮旋转机构13旋转的旋转磁场，且悬浮磁场与旋转磁场通过独立的磁性件以及线圈等组件形成，互不干扰，控制磁场更加容易且精准。对于悬浮磁场，其主要是通过第一线圈绕组112、导磁轴113、悬浮驱动件114、导磁底座111、悬浮旋转机构13形成，悬浮磁场形成于悬浮驱动件114和悬浮旋转机构13之间。对于旋转磁场，其主要是通过悬浮旋转机构13和旋转驱动机构12形成，该旋转驱动机构12以及悬浮旋转机构13的结构在后续实施例中会进行详细介绍。除此以外，对于悬浮驱动机构11、悬浮旋转机构13以及旋转驱动机构12三者呈套设设置，有利于节省径向方向上的空间，减小在径向方向上所占用的空间，使磁悬浮旋转驱动装置1的结构更加紧凑，体积更加小巧，能够适应更多的外部设备。除此以外，因为三者为套设设置，在磁场平衡上，也无需增加其他多余的设计和结构，仅需使磁场围绕周向方向分布即可。以及，对于磁悬浮旋转驱动装置1的装配也较为简单，仅需要将各部件依次连接即可，连接均采用可拆卸连接，如可以从导磁底座111依次从下至上开始装配，拆装均较为简单。上述的每一个零部件除了能够起到构成该装置的结构作用以外，还均能够起到形成磁场的作用，该形成磁场的作用包括导磁作用和产生磁场的作用，即上述每一零部件要么起到了生磁作用，要么起到了导磁作用，简化其他对磁场无用的零部件，节约成本。 [0063] 进一步地，对于导磁底座111，其可以呈环形、矩形或者其他不规则图形，只要导磁底座111能够提供第一线圈绕组112和导磁柱113的安装位置并且能够传递磁通即可。优选地，本实施例中，导磁底座111包括环形部和分支部，多个分支部设于环形部的周向并呈矩阵设置，第一线圈绕组112和导磁柱113则均设于分支部，当通入电流时，利用第一线圈绕组112所产生的磁通的传递路径则能够根据多个分支部分别进行各自的传递，相较于直接采用环形的导磁底座111，能够有效避免磁通传递时，各个导磁柱113之间因为环形结构而可能出现磁通干扰。 [0064] 请参见图1至图4，在一些实施例中，多个第一线圈绕组112沿悬浮旋转机构13的周向等间距设置，且相对于所述悬浮旋转机构13的中心轴呈旋转对称，有利于对通入第一线圈绕组112的电流方向以及大小的控制。更进一步地，对于多个分支部，在本实施例中，优选分支部的数量为偶数，且每两个分支部呈对位设置，即第一线圈绕组112的数量为偶数，且每两个第一线圈绕组112呈对位设置，使悬浮旋转机构13的悬浮更加简单。 [0065] 在一些实施例中，悬浮驱动件114朝向悬浮旋转机构13的表面呈曲面形状，且曲面形状的曲率与悬浮旋转机构13朝向悬浮驱动件114的表面为弧面，沿悬浮旋转机构13的周向，所述弧面的曲率与悬浮旋转机构13朝向悬浮驱动件114的表面的曲率相同。通过将悬浮驱动件114的曲率设置为与悬浮旋转机构13的曲率相同，有利于第一磁间隙14的形成以及磁通的传递，继而有利于作用于悬浮旋转机构13上的磁力更加均匀平衡。 [0066] 请参见图1至图4，在一些实施例中，悬浮旋转机构13包括磁性环131和多个第一磁性件132，多个第一磁性件132沿磁性环131的周向设置；旋转驱动机构12包括导磁轴121和多个第二磁性件122，多个第二磁性件122沿导磁轴121的周向设置，导磁轴121与导磁底座111相接，这里的相接是指导磁轴121与导磁底座111接触连接，但并不限定导磁轴121与导磁底座111之间的相对运动关系，即导磁轴121可以与导磁底座111转动连接，也可以是导磁轴121与导磁底座111固定设置，具体根据实际情况进行选择，后续也会对这两种连接方式进行不同的实施例说明； [0067] 其中，每一第一磁性件132与一第二磁性件122相对设置以限定出第二磁间隙15，相邻的两个第一磁性件132与相邻的两个第二磁性件122具有磁耦合。 [0068] 需要说明的是，对于磁性，其既可以指代充磁的永磁体，也可以指代具有导磁作用的导磁体，亦或者是永磁体和导磁体的结合，即磁性为自身带有磁性或者具有导磁作用的零部件的性质的上位概念。也就是说，磁性环131，其既可以是永磁体、导磁体或者是永磁体和导磁体的结合，在该实施例中不做限定。对于永磁体，主要是指自身带有磁性的物体；对于导磁体，主要是指自身不带磁性，但具有导磁作用的物体，如硅钢。 [0069] 还需要说明的是，在一些实施例中，对于磁性环131，其为一个沿径向充磁的永磁体磁环，其能够向外辐射磁场，向外辐射的磁场能够通过预设的磁性传感器接收并进行计算，从而实现对悬浮旋转机构13旋转的角速度、角度等参数进行监测。该磁性传感器可以采用线性霍尔传感器，经济实用。对于该预设的磁性传感器，其可以设置于本申请所提供的磁悬浮旋转驱动装置1中，也可以设置在磁悬浮旋转驱动装置1所应用的设备中，如离心泵。 [0070] 该磁性环131的作用主要是三个：第一，磁性环131作为悬浮磁路的一部分，用于传递磁通，使悬浮驱动机构11和旋转驱动机构12能够共同形成悬浮磁路；第二，磁性环131与悬浮驱动件114间隔设置以形成第一气隙磁动势，第一气隙磁动势所产生的磁力能够使磁性环131悬浮，悬浮旋转机构13相当于转子，从而使转子悬浮；第三，磁性环131还用作多个第一磁性件132的环形安装件，为第一磁性件132提供安装位置，并且磁性环131能够有效将悬浮磁路与旋转驱动磁路分离，避免悬浮磁路中的磁场与旋转驱动磁路中的磁场出现干扰。对于旋转驱动磁路，主要是指驱动悬浮旋转机构13旋转的磁路，包括磁性环131、第一磁性件132、第二磁性件122。磁通传递路径为：一个第二磁性件122传递至另一个与其相邻的第二磁性件122，再传递至一个第一磁性件132，该第一磁性件132再通过磁性环131传递至另一个相邻的第一磁性件132，最后再传递回第二磁性件122，形成闭环。当旋转驱动机构12的导磁轴121旋转时，第二磁性件122随导磁轴121旋转，第二磁性件122通过磁耦合吸引第一磁性件132旋转，第一磁性件132带动磁性环131旋转。亦或者是，第二磁性件122上具有线圈绕组，然后对线圈绕组通入交变电流形成旋转磁场，旋转磁场带动悬浮旋转机构13旋转。 [0071] 如前述对于磁性一词的解释，在一些实施例中，磁性环131包括导磁环和径向充磁的永磁环，导磁环设于永磁环的周向内侧并位于多个第一磁性件132和永磁环之间。永磁环主要起到提供气隙磁动势的作用，导磁环主要是起到导通磁场的作用。在另一些实施例中，磁性环131可以仅为导磁环，多个第一磁性件沿导磁环的周向设置，这里导磁环仅起到导通磁场的作用，悬浮旋转机构13所受到的悬浮磁场作用则不再通过前一实施例中的永磁体产生，而是通过第一线圈绕组112产生气隙磁动势，从而使悬浮旋转机构13悬浮。 [0072] 进一步地，多个第一磁性件132包括多个第一永磁体1321和多个第一导磁体1322，多个第一永磁体1321与多个第一导磁体1322沿磁性环131的周向交错排列，多个第二磁性件122包括多个第二永磁体1221和多个第二导磁体1222，多个第二永磁体1221和多个第二导磁体1222沿导磁轴121的周向交错排列。 [0073] 通过将永磁体和导磁体交错设置，使每两个相邻的磁性件之间便能够形成一个磁场，产生磁耦合，从而通过形成多个环形分布的磁场逐步带动悬浮旋转机构13旋转。 [0074] 在一些实施例中，第一磁性件132为第一永磁体，多个第一永磁体沿磁性环的周向间隔排列，第二磁性件122为第二永磁体，多个第二永磁体沿导磁轴的周向间隔排列； [0075] 其中，相邻的第一永磁体的磁化极性相反，相邻的第二永磁体的磁化极性相反。 [0076] 通过将相邻的永磁体设置为相反极性，从而在相邻的两个第一磁性件132和第二磁性件122之间便能够产生一个磁场，通过形成的多个环形分布的磁场逐步带动悬浮旋转机构13旋转。 [0077] 需要说明的是，对于永磁体，可以采用钕铁硼、镝铁硼、铁氧体等；对于导磁体，可以采用钢、铁、铁氧体等。对于第一磁性件132中的第一永磁体1321、第一导磁体1322以及第二磁性件122中的第二永磁体1221和第二导磁体1222，彼此之间的磁性均可以对调，不会影响磁场的形成以及磁耦合的产生。 [0078] 以上，为本申请磁悬浮旋转驱动装置1的主要结构，下面将对磁悬浮旋转驱动装置1的四种不同的设置结构进行介绍,详细地说，前述实施例均是描述旋转驱动机构12和悬浮驱动机构11之间的结构以及形成的悬浮磁场和旋转驱动磁场的结构，下面将基于前述任一实施例进行磁悬浮旋转驱动装置1的具体设计： [0079] 请参见图1至图4，一些实施例中，悬浮驱动机构11围合出第一收容空间115，旋转驱动机构12设于第一收容空间115内，并与悬浮驱动机构11转动套设，悬浮旋转机构13设于所述第一收容空间115内且位于所述悬浮驱动机构和11所述旋转驱动机构12之间。详细地说，导磁轴121与导磁底座111转动连接，悬浮旋转机构13设于悬浮驱动件114的内侧，且被多个环形分布的悬浮驱动件114包围，悬浮驱动件114与悬浮旋转机构13间隔设置，通过悬浮驱动件114与悬浮旋转机构13之间形成的第一气隙磁动势，实现悬浮旋转机构13的悬浮；又通过导磁轴121与导磁底座111转动连接，当导磁轴121转动时，第二磁性件122随导磁轴 121转动而旋转，第二磁性件122吸引悬浮旋转机构13旋转。需要说明的是，导磁轴可以通过外部动力设备带动旋转，例如外部动力设备可以电机。除此以外，导磁轴121也可以通过手动带动旋转，如在导磁轴121的轴向方向上连接一个摇柄，工作人员可以通过手摇摇柄，带动导磁轴121旋转。外部动力设备和摇柄均与导磁轴可拆卸连接，一般情况通过外部动力设备，如电机直接自动化带动导磁轴121旋转，当遇到突发情况，如电机故障或者停电等，则可以更换为手摇摇柄的方式，带动导磁轴121旋转。 [0080] 请参见图5和图6，另一些实施例中，旋转驱动机构12围合出第二收容空间123，悬浮驱动机构11和所述悬浮旋转机构13均设于所述第二收容空间123内，所述旋转驱动机构12与所述悬浮驱动机构11套设，所述悬浮旋转机构13位于所述悬浮驱动机构11和所述旋转驱动机构12之间。第二种方案与第一种方案相反，即旋转驱动机构12包围悬浮驱动机构11，导磁轴121依旧与导磁底座111转动连接，第二磁性件122位于磁性环131的外侧并包围磁性环131，第一磁性件132位于第二磁性件122与悬浮驱动机构11之间，从而确保悬浮旋转机构 13能够分别与位于外侧的旋转驱动机构12形成第二气隙磁动势和与位于内侧的悬浮驱动件114形成第一气隙磁动势。对于第二种方案的控制，与第一种方案相同，均是通过控制导磁轴121旋转以及对第一线圈绕组112通入电流。 [0081] 请参见图7和图8，又一些实施例中，悬浮驱动机构11围合出第一收容空间115，旋转驱动机构12设于第一收容空间115内并与悬浮驱动机构11固定套设；悬浮旋转机构13包括磁性环131和多个第一磁性件132，多个第一磁性件132沿磁性环131的周向设置；旋转驱动机构12包括导磁轴121、多个第二磁性件122以及多个第二线圈绕组1223，每一第二线圈绕组1223绕设于一第二磁性件122，或者是一个第二线圈绕组1223绕设于多个第二磁性件122上，不做限定。对于线圈绕设的方式，一般采用电机定子绕组的形式进行套设即可。多个第二磁性件122沿导磁轴121的周向设置，导磁轴121背离第二磁性件122的一端固定套设于悬浮驱动机构11；其中，第二线圈绕组1223被配置为产生旋转磁场，每一第一磁性件132与一第二磁性件122相对设置以限定出第二磁间隙15，相邻的两个第一磁性件132与相邻的两个第二磁性件122具有磁耦合。该种方案与前面两种有所不同，其实现悬浮旋转机构13的旋转不是依靠导磁轴121旋转，而主要是通过利用第二线圈绕组1223通交变电流形成旋转磁场，从而实现悬浮旋转机构13的旋转。 [0082] 请参见图9和图10，再一些实施例中，旋转驱动机构12围合出第二收容空间123，所述悬浮驱动机构11设于所述第二收容空间123内并与所述旋转驱动机构12固定套设；悬浮旋转机构13包括磁性环131和多个第一磁性件132，多个第一磁性件132沿磁性环131的周向设置；旋转驱动机构12包括导磁轴121、多个第二磁性件122以及多个第二线圈绕组1223，每一第二线圈绕组1223绕设于一第二磁性件122，多个第二磁性件122沿导磁轴121的周向设置，导磁轴121背离第二磁性件122的一端固定套设于悬浮驱动机构11；其中，第二线圈绕组1223被配置为产生旋转磁场，每一第一磁性件132与一第二磁性件122相对设置以限定出第二磁间隙15，相邻的两个第一磁性件132与相邻的两个第二磁性件122具有磁耦合。该种方案与前面两种有所不同，其实现悬浮旋转机构13的旋转不是依靠导磁轴121旋转，而主要是通过利用第二线圈绕组1223通交变电流形成旋转磁场，从而实现悬浮旋转机构13的旋转。 该种方案与第三种方案唯一的不同则在于将旋转驱动机构12被悬浮驱动机构11包围更改为旋转驱动机构12包围悬浮驱动机构11，其余结构以及工作原理均相同。 [0083] 请参见图11和图12，在一些实施例中，本申请的实施例还提供了一种离心泵，该离心泵包括： [0084] 外壳2，开设有容纳腔并设有与所述容纳腔连通的泵管21； [0085] 叶轮3，转动设于所述容纳腔内； [0087] 本实施例所提供的技术方案主要是通过利用磁悬浮旋转驱动装置1与叶轮3连接，从而实现悬浮驱动叶轮3旋转，对于磁悬浮旋转驱动装置1的具体结构以及有益效果，请见前述磁悬浮旋转驱动装置1相关的实施例，在此不再赘述。 [0088] 需要说明的是，在本实施例中，主要是将磁悬浮旋转驱动装置1应用于离心泵，但并不限于离心泵。本申请所提供的磁悬浮旋转驱动装置1还可以应用于其他需要旋转驱动的设备，如气体压缩机、制冷压缩机、风能转子、电机、发电机以及其他高速旋转设备等。 [0089] 上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。 [0090] 同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。 [0091] 同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个申请实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。 [0092] 针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考，但与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。 |
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