1,單定子鐵芯,雙主磁極轉(zhuǎn)子;
2,定子鐵芯兩面都對稱設(shè)有線槽(附圖1);
3,線圈跨繞在定子鐵芯相對面槽中或錯開一個極距;
4,面對定子鐵芯的兩主磁極極性相反,電機(jī)本身就成為徑向磁懸浮軸承;
5,兩對鐵氧體永磁體,各對磁體同極性相對,形成軸向磁懸浮軸承。
加納大專利CA2114230采用超導(dǎo)磁軸承,但是,超導(dǎo)磁軸承技術(shù)十分復(fù)雜,低溫冷卻裝置投資很高,使用維護(hù)困難,對永磁鋼質(zhì)量要求甚嚴(yán),很難為普通用戶所接受。
為什么超導(dǎo)有如此大效果呢。根據(jù)電磁場理論,磁力的方向永遠(yuǎn)向著磁場能量增加的方向。超導(dǎo)體使強(qiáng)磁鋼產(chǎn)生的磁力線直線化,平行于磁鋼中性線,使磁場能量最大化.不用超導(dǎo)體,有沒有其它辦法使永磁鋼磁力線直線化,并平行于此鋼中性線,從而使能量最大。這就是本專利要達(dá)到的目標(biāo)。
物體懸浮實(shí)際上是力的平衡,平衡分動與靜兩類。物體浮在水面上,和空氣中是靜平衡,飛機(jī)在空中飛,地球圍繞太陽轉(zhuǎn),是動平衡。磁懸浮也是力的平衡。下面分析幾種平衡例子。
第一種,兩塊不同極性,形狀相同永磁鋼很快吸在一起。因?yàn)檫@時磁場儲能最大,磁鋼間磁力線平行于中性線,并垂直于磁面,直線度非常好。面與面也對得很準(zhǔn),這一點(diǎn)有點(diǎn)像超導(dǎo)體工作。但是用它來作磁懸浮軸承就很困難,定子鐵芯受兩對面磁鋼吸引,氣隙小的軸承吸力大,而氣隙大的吸力小,破壞了平衡。
第二種,兩塊同極性,形狀相同永磁鋼,他們被此相斥,作為軸向磁懸浮對面兩軸承,氣隙大會變小,小的會變大,看來能維持周圍空間位置,但是側(cè)向磁場能量增大引起側(cè)面位移,使軸向磁懸浮影響徑向磁懸浮,反過來徑向磁懸浮會影響周向磁懸浮。這一點(diǎn)是它的缺點(diǎn)。克服側(cè)向位移是主要問題。
第三種,在軸的兩端,各拉伸一彈簧,看來能維持軸的空間位置,但是,軸轉(zhuǎn)動時,無法按裝彈簧。只有靜止的軸才可行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
第一種方案,有明顯徑向磁懸浮功能,但影響軸向磁懸能力。圖2所示“磁懸浮雙面槽盤式電機(jī)“能解決此矛盾。
在圖2中,定子鐵芯(7)由卷式矽鋼片組成雙面槽結(jié)構(gòu)(圖1),線圈(6)跨繞在相對面槽中,或錯開一個極距。在上,下面各間隔一個氣隙與裝在上,下轉(zhuǎn)子(4)上的上,下主磁極(9)相對,兩主磁極極性相反,這樣就形成一個雙面槽無刷直流電機(jī),同時又是一個徑向磁懸浮軸承
兩轉(zhuǎn)子固定在軸(11)上,下兩主機(jī)極間距離不變,兩氣隙長度總和也不變,因此無論那個氣隙發(fā)生串動,磁場總能量不變,串動力就很小,不會影響軸向磁軸承工作。
鐵氧體永磁體(5)和(6)同極性性相對,形成軸向磁懸浮軸承。磁體成園形,大,小少有差別,這樣轉(zhuǎn)子少有擺動,磁場能量不變,擺動力很小,不會影響徑向磁軸承工作。
永磁鋼相對運(yùn)動會產(chǎn)生渦流損耗,而鐵氧體損耗極小。
圖1是雙面槽卷片鐵芯,圖2是磁懸浮雙面槽盤式電機(jī)。