模块化磁悬浮电机及装配方法与流程

本发明属于磁悬浮电机，尤其涉及一种模块化磁悬浮电机及装配方法。

背景技术：

1、随着科学技术的发展和生产的需求，磁悬浮高速电机已成为国际电工领域研究的热点之一。由于磁悬浮高速电机具有能量密度高、结构尺寸小、效率高、无需润滑等优点，目前已经广泛应用于高速离心式鼓风机、微型燃气轮机、高速离心压缩机、真空泵、有机朗肯循环发电、高速加工中心、飞轮储能等工业领域，并且其应用领域仍在不断扩大。磁悬浮高速电机的市场需求量也迎来了爆发式的增长。

2、快速增长的市场需求，对磁悬浮高速电机的产业化提出了更加严格的要求。目前市场上的磁悬浮高速电机大多结构复杂，安装繁琐。各个零部件层层套装到转子上，每次套装一个零部件都会产生装配误差，受累积误差的影响，越往外侧的零部件装配误差越大，因此各个零部件的同轴度及轴向尺寸很难保证，这就使得磁悬浮高速电机的装配精度大大降低，增加了磁悬浮高速电机的不稳定性，同时复杂的装配工艺也不利于磁悬浮高速电机的产业化。因此，研发一种结构简单、便于安装的磁悬浮高速电机，成为一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种装配简单快速且装配精度高的模块化磁悬浮电机及装配方法。

2、为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：

3、一种模块化磁悬浮电机，包括：转子组件、电机定子组件、第一轴承组件和第二轴承组件，所述电机定子组件套装于所述转子组件上，所述第一轴承组件和所述第二轴承组件分别套装于所述转子组件的两端，所述第一轴承组件和所述第二轴承组件分别固定于所述电机定子组件的两端，所述第一轴承组件设有第一径向磁轴承，所述第二轴承组件设有第二径向磁轴承和轴向磁轴承，所述第一径向磁轴承和所述第二径向磁轴承用于控制所述转子组件的径向位置，所述轴向磁轴承用于控制所述转子组件的轴向位置。

4、优选地，所述转子组件包括转子，所述转子设有推力板，所述转子第一端设有速度传感器转子，所述转子第二端固定设有辅助轴承内圈盖，所述转子第二端设有轴肩，所述轴肩与所述辅助轴承内圈盖之间的间隙为d1。

5、优选地，所述电机定子组件包括与所述转子同轴线且由外到内顺次固定连接的外壳、冷却套和定子。

6、优选地，所述第一轴承组件包括固定连接的端盖和第一轴承座，所述第一轴承座与所述外壳固定连接，所述第一轴承座安装有辅助轴承盖、第一辅助轴承、第一位移传感器和所述第一径向磁轴承，所述辅助轴承盖设有与所述速度传感器转子配合的霍尔元件。

7、优选地，所述第二轴承组件包括固定连接的第二轴承座和第三轴承座，所述第二轴承座与所述外壳固定连接，所述第二轴承座设有第二轴承座排气槽，所述第三轴承座设有第三轴承座排气槽；

8、所述第二轴承座安装有第二径向磁轴承、第二位移传感器和第一轴向磁轴承；

9、所述第三轴承座安装有第二轴向磁轴承和辅助轴承座，所述辅助轴承座安装有第二辅助轴承和密封圈，所述第二辅助轴承位于所述轴肩和所述辅助轴承内圈盖之间，所述轴肩和所述辅助轴承内圈盖之间距离为d1，所述第二辅助轴承厚度为h1，l1＝d1-h1；

10、所述第一轴向磁轴承和所述第二轴向磁轴承分别设于所述推力板的两侧，且分别与所述推力板之间存在间隙，所述第一轴向磁轴承和所述第二轴向磁轴承之间的间隙为d2，所述推力板厚度为h2，l2＝d2-h2。

11、优选地，包括主冷却风道，所述主冷却风道包括设于所述端盖上的进风口和第一端盖风道、设于所述第一轴承座上的第一轴承座风道、所述第一轴承组件和所述电机定子组件之间的第一组件间间隙、所述定子和所述转子之间的定转子风道、设于所述电机定子组件和所述第二轴承组件的第二组件间间隙、设于所述冷却套的冷却套风道与设于所述外壳上的主出风口。

12、优选地，还包括辅助冷却通道，所述辅助冷却通道包括设于所述第二径向磁轴承与所述转子之间的第一辅助冷却通道、设于所述第二位移传感器和所述转子之间的第二辅助冷却通道、设于所述第一轴向磁轴承与所述转子之间的第三辅助冷却通道、设于所述第一轴向磁轴承和所述第二轴向磁轴承与所述推力板之间的第四辅助冷却通道、所述第二轴承座排气槽与所述第三轴承座排气槽。

13、为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：

14、一种模块化磁悬浮电机的装配方法，包括如下步骤：

15、s1、预装转子组件、电机定子组件、第一轴承组件和第二轴承组件；

16、s2、拆掉所述第一轴承组件中的端盖和辅助轴承盖，将所述第一轴承座固定安装到所述电机定子组件中的外壳上；

17、s3、拆分所述第二轴承组件中的第二轴承座和第三轴承座，将所述第二轴承座安装到所述外壳上；

18、s4、将所述转子组件中的速度传感器转子和辅助轴承内圈盖从转子上拆下，将所述转子从所述第二轴承座一侧插入到所述电机定子组件内部，并使所述转子插入所述第一轴承组件中的第一辅助轴承的内孔中；

19、s5、将所述速度传感器转子安装于所述转子上，将所述辅助轴承盖安装于所述第一轴承座上，将所述端盖安装于所述第一轴承座上，将所述辅助轴承内圈盖安装到所述转子上，将所述第三轴承座安装到所述第二轴承座上；

20、s6、调整所述转子的轴向位置；

21、s7、安装结束。

22、优选地，步骤s6具体包括：

23、s61、拆分所述第二轴向磁轴承和所述第三轴承座，在所述第二轴向磁轴承和所述第三轴承座之间添加轴向磁轴承调整环，调整所述轴向磁轴承调整环的厚度，使l2尺寸在设定的范围内；

24、s62、拆分所述辅助轴承座和所述第三轴承座，在所述辅助轴承座和所述第三轴承座之间添加轴向辅助轴承调整环，调整所述轴向辅助轴承调整环的厚度，使推力板在第一轴向磁轴承和第二轴向磁轴承之间的中间位置，且让所述第二轴承组件中的第二辅助轴承位于所述转子的轴肩和所述辅助轴承内圈盖之间的中间位置；

25、s63、固定所述第二轴向磁轴承和所述第三轴承座，固定所述辅助轴承座和所述第三轴承座。

26、优选地，d1＝h1+(0.5～0.6)mm；d2＝h2+(1～1.2)mm。

27、采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

28、(1)本申请将磁悬浮电机分为四个标准的模块，预先装配好四个模块，保证好各个模块中各个零部件的相对位置关系和装配质量，然后将四个模块装配到一起，并调整好转子的位置，完成磁悬浮电机的装配，与现有技术相比，改变了现有技术中磁悬浮电机的结构及各个零部件层层套装在转子上的装配方法，外侧零部件不受内侧零部件装配积累误差的影响，大大提高了磁悬浮电机的装配精度和装配质量；

29、(2)每个标准化模块都可以独立生产，提高了磁悬浮电机的生产效率，便于生产管理及磁悬浮电机的产业化；

30、(3)通用性好，各个标准化模块可应用不同型号的磁悬浮电机。

技术特征：

1.一种模块化磁悬浮电机，其特征在于，包括：转子组件、电机定子组件、第一轴承组件和第二轴承组件，所述电机定子组件套装于所述转子组件上，所述第一轴承组件和所述第二轴承组件分别套装于所述转子组件的两端，所述第一轴承组件和所述第二轴承组件分别固定于所述电机定子组件的两端，所述第一轴承组件设有第一径向磁轴承，所述第二轴承组件设有第二径向磁轴承和轴向磁轴承，所述第一径向磁轴承和所述第二径向磁轴承用于控制所述转子组件的径向位置，所述轴向磁轴承用于控制所述转子组件的轴向位置。

2.如权利要求1所述的模块化磁悬浮电机，其特征在于，所述转子组件包括转子，所述转子设有推力板，所述转子第一端设有速度传感器转子，所述转子第二端固定设有辅助轴承内圈盖，所述转子第二端设有轴肩，所述轴肩与所述辅助轴承内圈盖之间的间隙为d1。

3.如权利要求2所述的模块化磁悬浮电机，其特征在于，所述电机定子组件包括与所述转子同轴线且由外到内顺次固定连接的外壳、冷却套和定子。

4.如权利要求3所述的模块化磁悬浮电机，其特征在于，所述第一轴承组件包括固定连接的端盖和第一轴承座，所述第一轴承座与所述外壳固定连接，所述第一轴承座安装有辅助轴承盖、第一辅助轴承、第一位移传感器和所述第一径向磁轴承，所述辅助轴承盖设有与所述速度传感器转子配合的霍尔元件。

5.如权利要求4所述的模块化磁悬浮电机，其特征在于，所述第二轴承组件包括固定连接的第二轴承座和第三轴承座，所述第二轴承座与所述外壳固定连接，所述第二轴承座设有第二轴承座排气槽，所述第三轴承座设有第三轴承座排气槽；

6.如权利要求5所述的模块化磁悬浮电机，其特征在于，包括主冷却风道，所述主冷却风道包括设于所述端盖上的进风口和第一端盖风道、设于所述第一轴承座上的第一轴承座风道、所述第一轴承组件和所述电机定子组件之间的第一组件间间隙、所述定子和所述转子之间的定转子风道、设于所述电机定子组件和所述第二轴承组件的第二组件间间隙、设于所述冷却套的冷却套风道与设于所述外壳上的主出风口。

7.如权利要求6所述的模块化磁悬浮电机，其特征在于，还包括辅助冷却通道，所述辅助冷却通道包括设于所述第二径向磁轴承与所述转子之间的第一辅助冷却通道、设于所述第二位移传感器和所述转子之间的第二辅助冷却通道、设于所述第一轴向磁轴承与所述转子之间的第三辅助冷却通道、设于所述第一轴向磁轴承和所述第二轴向磁轴承与所述推力板之间的第四辅助冷却通道、所述第二轴承座排气槽与所述第三轴承座排气槽。

8.一种模块化磁悬浮电机的装配方法，其特征在于，模块化磁悬浮电机为权利要求7所述的模块化磁悬浮电机，装配方法包括如下步骤：

9.如权利要求8所述的模块化磁悬浮电机的装配方法，其特征在于，步骤s6具体包括：

10.如权利要求8所述的模块化磁悬浮电机的装配方法，其特征在于，d1＝h1+(0.5～0.6)mm；d2＝h2+(1～1.2)mm。

技术总结
本发明公开了一种模块化磁悬浮电机及装配方法，磁悬浮电机包括：转子组件、电机定子组件、第一轴承组件和第二轴承组件，电机定子组件套装于转子组件上，第一轴承组件和第二轴承组件分别套装于转子组件的两端，第一轴承组件和第二轴承组件分别固定于电机定子组件的两端，第一轴承组件设有第一径向磁轴承，第二轴承组件设有第二径向磁轴承和轴向磁轴承。本申请将磁悬浮电机分为四个标准的模块，预先装配四个模块，保证各模块中各个零部件的相对位置关系和装配质量，然后将四个模块装配到一起，并调整好转子的位置，完成磁悬浮电机的装配，改变了现有的磁悬浮电机的结构及装配方法，大大提高了磁悬浮电机的装配精度和装配质量。

技术研发人员：王立峰,刘晓亮,李树素,刘国瑞,苏明涛,赵以虎,张子健
受保护的技术使用者：鸿陆智能科技（山东）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14