本發(fā)明涉及磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁懸浮電機(jī)及吸塵器。
背景技術(shù)：
小型電動(dòng)機(jī)是最常見(jiàn)的將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的形式，在家用電器和工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)主要包括電機(jī)定子部分、電機(jī)轉(zhuǎn)子部分、轉(zhuǎn)子支撐軸承以及機(jī)殼部分，電機(jī)定子部分與電機(jī)轉(zhuǎn)子部分之間通過(guò)機(jī)械軸承聯(lián)接或存在機(jī)械接觸，因此電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在機(jī)械摩擦。
機(jī)械摩擦不僅增加轉(zhuǎn)子的摩擦阻力，使運(yùn)動(dòng)部件磨損，產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)和噪聲，而且會(huì)造成部件發(fā)熱，使?jié)櫥瑒┬阅茏儾?，?yán)重的會(huì)使電機(jī)氣隙不均勻，繞組發(fā)熱，溫升增大，從而降低電機(jī)效能，最終縮短電機(jī)使用壽命。而且機(jī)械軸承需要潤(rùn)滑油來(lái)維持，這樣既影響電機(jī)壽命又不利于設(shè)備的清潔，因此，為了實(shí)現(xiàn)超高轉(zhuǎn)速運(yùn)行和設(shè)備的長(zhǎng)壽命、清潔無(wú)油必須在電動(dòng)機(jī)中采用非接觸式支撐方式，即磁懸浮支撐方式。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明的目的是提供一種磁懸浮電機(jī)，解決現(xiàn)有技術(shù)中磁懸浮電機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)小型化，家用電器和工業(yè)領(lǐng)域的小型電動(dòng)機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)、壽命低的問(wèn)題。
(二)技術(shù)方案
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種磁懸浮電機(jī)，包括電機(jī)定子鐵芯、轉(zhuǎn)子軸、用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子軸軸向位移的軸向位移傳感器以及用于軸向支承所述轉(zhuǎn)子軸的軸向磁軸承；所述電機(jī)定子鐵芯與軸向磁軸承同軸設(shè)置，且所述電機(jī)定子鐵芯以及所述軸向磁軸承均套設(shè)在所述轉(zhuǎn)子軸的外側(cè)；還包括徑向支承系統(tǒng)，所述徑向支承系統(tǒng)包括兩組永磁體組，每組所述永磁體組均包括徑向轉(zhuǎn)子永磁體和徑向定子永磁體，所述徑向轉(zhuǎn)子永磁體固定在所述轉(zhuǎn)子軸的外側(cè)，所述徑向定子永磁體套設(shè)在所述徑向轉(zhuǎn)子永磁體的外側(cè)，且所述徑向轉(zhuǎn)子永磁體的外表面與所述徑向定子永磁體的內(nèi)表面留有間隙；兩組所述永磁體組分別設(shè)置在所述電機(jī)定子鐵芯的兩側(cè)；且所述徑向轉(zhuǎn)子永磁體與其相對(duì)應(yīng)的所述徑向定子永磁體之間為排斥力。
根據(jù)本發(fā)明，所述軸向位移傳感器設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子軸的非輸出端，且位于所述轉(zhuǎn)子軸的軸向延長(zhǎng)線上。
根據(jù)本發(fā)明，所述軸向磁軸承設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)所述軸向磁軸承分別設(shè)置在所述電機(jī)定子鐵芯的兩側(cè)，且所述轉(zhuǎn)子軸的兩端均設(shè)有與所述軸向磁軸承兩側(cè)的導(dǎo)磁體分別配合的臺(tái)階面，所述軸向磁軸承的靠近所述電機(jī)定子鐵芯一側(cè)的導(dǎo)磁體內(nèi)徑大于遠(yuǎn)離所述電機(jī)定子鐵芯一側(cè)導(dǎo)磁體的內(nèi)徑。
根據(jù)本發(fā)明，還包括殼體，所述電機(jī)定子鐵芯、徑向定子永磁體以及軸向磁軸承均固定于所述殼體內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子軸的輸出端由所述殼體的一側(cè)伸出。
根據(jù)本發(fā)明，所述殼體包括兩個(gè)一端開(kāi)口的分殼體，兩個(gè)所述分殼體的開(kāi)口端可拆卸連接，每個(gè)所述分殼體內(nèi)分別固定有一個(gè)所述徑向定子永磁體和一個(gè)所述軸向磁軸承，所述分殼體與開(kāi)口端相對(duì)的一端設(shè)有用于所述轉(zhuǎn)子軸伸出的軸孔。
根據(jù)本發(fā)明，所述分殼體的內(nèi)腔呈階梯狀設(shè)置，由所述分殼體的開(kāi)口處至所述軸孔處各級(jí)臺(tái)階面的直徑逐漸縮小，所述分殼體的開(kāi)口處的首級(jí)臺(tái)階面用于固定電機(jī)定子鐵芯，所述徑向定子永磁體和軸向磁軸承分別固定于所述首級(jí)臺(tái)階面與軸孔之間的不同臺(tái)階面上。
根據(jù)本發(fā)明，所述分殼體內(nèi)所述徑向定子永磁體位于所述軸向磁軸承與所述電機(jī)定子鐵芯之間。
根據(jù)本發(fā)明，所述轉(zhuǎn)子軸與所述電機(jī)定子鐵芯對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有主永磁體。
根據(jù)本發(fā)明，所述主永磁體外側(cè)套設(shè)有碳纖維材質(zhì)護(hù)套。
本發(fā)明還提供了一種吸塵器，包括上述的磁懸浮電機(jī)。
(三)有益效果
本發(fā)明的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明實(shí)施例提供的磁懸浮電機(jī)通過(guò)設(shè)置的軸向磁軸承實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子軸的軸向支承，轉(zhuǎn)子軸的徑向支承采用了永磁體組，永磁體組中的徑向轉(zhuǎn)子永磁體與徑向定子永磁體通過(guò)排斥力達(dá)到平衡，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于轉(zhuǎn)子軸的徑向支承，省去了在磁懸浮電機(jī)工作過(guò)程中根據(jù)徑向位移傳感器來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)徑向磁軸承對(duì)于轉(zhuǎn)子軸的吸引力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減小了磁懸浮電機(jī)的體積，降低了成本。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的磁懸浮電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1：電機(jī)定子鐵芯；2：轉(zhuǎn)子軸；3：軸向磁軸承；4：軸向位移傳感器；5：徑向轉(zhuǎn)子永磁體；6：徑向定子永磁體；7：分殼體；8：主永磁體。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種磁懸浮電機(jī)，包括電機(jī)定子鐵芯1、轉(zhuǎn)子軸2、用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子軸2軸向位移的軸向位移傳感器4以及用于軸向支承轉(zhuǎn)子軸2的軸向磁軸承3；電機(jī)定子鐵芯1與軸向磁軸承3同軸設(shè)置，且電機(jī)定子鐵芯1以及軸向磁軸承3均套設(shè)在轉(zhuǎn)子軸2的外側(cè)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知電機(jī)定子鐵芯1以及軸向磁軸承3與轉(zhuǎn)子軸2之間留有間隙；還包括徑向支承系統(tǒng)，徑向支承系統(tǒng)包括兩組永磁體組，每組永磁體組均包括徑向轉(zhuǎn)子永磁體5和徑向定子永磁體6，徑向轉(zhuǎn)子永磁體5固定在轉(zhuǎn)子軸2的外側(cè)，徑向定子永磁體6套設(shè)在徑向轉(zhuǎn)子永磁體5的外側(cè)，且徑向轉(zhuǎn)子永磁體5的外表面與徑向定子永磁體6的內(nèi)表面留有間隙；兩組永磁體組分別設(shè)置在電機(jī)定子鐵芯1的兩側(cè)，且徑向轉(zhuǎn)子永磁體5與其相對(duì)應(yīng)的所述徑向定子永磁體6之間為排斥力。
本發(fā)明實(shí)施例提供的磁懸浮電機(jī)通過(guò)設(shè)置的軸向磁軸承3實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子軸2的軸向支承，轉(zhuǎn)子軸2的徑向支承采用了永磁體組，永磁體組中的徑向轉(zhuǎn)子永磁體5與徑向定子永磁體6通過(guò)排斥力達(dá)到平衡，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于轉(zhuǎn)子軸2的徑向支承，省去了在磁懸浮電機(jī)工作過(guò)程中根據(jù)徑向位移傳感器來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)徑向磁軸承對(duì)于轉(zhuǎn)子軸2的吸引力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減小了磁懸浮電機(jī)的體積，降低了成本。
優(yōu)選地，本實(shí)施例中的軸向位移傳感器4設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸2的非輸出端，且位于轉(zhuǎn)子軸2的軸向延長(zhǎng)線上。軸向位移傳感器4設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸2的非輸出端使得磁懸浮電機(jī)的結(jié)構(gòu)更加緊湊。
優(yōu)選地，本實(shí)施例中軸向磁軸承3設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)軸向磁軸承3分別設(shè)置在電機(jī)定子鐵芯1的兩側(cè)，且轉(zhuǎn)子軸2的兩端均設(shè)有與軸向磁軸承3兩側(cè)的導(dǎo)磁體分別配合的臺(tái)階面，為了便于轉(zhuǎn)子軸2穿過(guò)軸向磁軸承3進(jìn)行裝配，軸向磁軸承3的靠近電機(jī)定子鐵芯1一側(cè)的導(dǎo)磁體內(nèi)徑大于遠(yuǎn)離電機(jī)定子鐵芯1一側(cè)導(dǎo)磁體的內(nèi)徑。轉(zhuǎn)子軸2的兩端分別設(shè)置一個(gè)軸向磁軸承3，裝配時(shí)轉(zhuǎn)子軸2穿過(guò)軸向磁軸承3，使軸向磁軸承3的兩個(gè)導(dǎo)磁體分別與轉(zhuǎn)子軸2上的兩個(gè)臺(tái)階面接觸即可完成軸向磁軸承3的安裝，裝配簡(jiǎn)單方便。兩個(gè)軸向磁軸承3分別實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子軸2左右兩端的支承限位，軸向磁軸承3的控制更加簡(jiǎn)單。本實(shí)施例中軸向磁軸承3的設(shè)置并不限于此，也可以是在轉(zhuǎn)子軸2上設(shè)置推力盤(pán)，設(shè)置一個(gè)軸向磁軸承3與推力盤(pán)相配合，推力盤(pán)的兩側(cè)分別作為軸向磁軸承3支承轉(zhuǎn)子軸2的支承面，安裝時(shí)需要將軸向磁軸承3分塊安裝，裝配復(fù)雜。
優(yōu)選地，本實(shí)施例中磁懸浮電機(jī)還包括殼體，電機(jī)定子鐵芯1、徑向定子永磁體6以及軸向磁軸承3均固定于殼體內(nèi)，轉(zhuǎn)子軸2的輸出端由殼體的一側(cè)伸出。具體地，本實(shí)施例中殼體包括兩個(gè)一端開(kāi)口的分殼體7，兩個(gè)分殼體7的開(kāi)口端可拆卸連接，每個(gè)分殼體7內(nèi)分別固定有一個(gè)徑向定子永磁體6和一個(gè)軸向磁軸承3，分殼體7與開(kāi)口端相對(duì)的一端設(shè)有用于轉(zhuǎn)子軸2伸出的軸孔。將殼體設(shè)置為兩部分拼接而成，每個(gè)分殼體7內(nèi)均設(shè)置有定子永磁體和軸向磁軸承3，可以實(shí)現(xiàn)模塊化生產(chǎn)，裝配時(shí)將轉(zhuǎn)子軸2套設(shè)上電機(jī)定子鐵芯1，并將轉(zhuǎn)子軸2的兩端分別穿過(guò)兩個(gè)分殼體7的徑向定子永磁體6和軸向磁軸承3，將定子鐵芯與分殼體7固定，兩個(gè)分殼體7拼接在一起即可完成裝配，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本。
優(yōu)選地，本實(shí)施例中分殼體7的內(nèi)腔呈階梯狀設(shè)置，由分殼體7的開(kāi)口處至軸孔處各級(jí)臺(tái)階面的直徑逐漸縮小，分殼體7的開(kāi)口處的首級(jí)臺(tái)階面用于固定電機(jī)定子鐵芯1，徑向定子永磁體6和軸向磁軸承3分別固定于首級(jí)臺(tái)階面與軸孔之間的不同臺(tái)階面上。階梯狀設(shè)置便于殼體內(nèi)各個(gè)部件的固定以及定位。優(yōu)選地，本實(shí)施例中分殼體7內(nèi)徑向定子永磁體6位于軸向磁軸承3與電機(jī)定子鐵芯1之間。由于軸向磁軸承3對(duì)應(yīng)位置處轉(zhuǎn)子軸2設(shè)置臺(tái)階導(dǎo)致直徑較小，若將軸向磁軸承3設(shè)置在較為靠近電機(jī)定子鐵芯1的位置，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子軸2的軸徑變化過(guò)大，影響轉(zhuǎn)子軸2的強(qiáng)度以及使用壽命，并且由于永磁體組的徑向轉(zhuǎn)子永磁體5與徑向定子永磁體6之間的斥力與面積有關(guān)，若將軸向磁軸承3設(shè)置在較為靠近電機(jī)定子鐵芯1的位置，永磁體組設(shè)置在相對(duì)距離電機(jī)定子鐵芯1較遠(yuǎn)的位置，在提供同樣斥力大小的情況下，由于轉(zhuǎn)子軸2的直徑小需要設(shè)置的永磁體組寬度會(huì)增大。因此，本發(fā)明實(shí)施例中徑向定子永磁體6位于軸向磁軸承3與電機(jī)定子鐵芯1之間，保證了電機(jī)使用性能的同時(shí)，進(jìn)一步地節(jié)約空間，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。同時(shí)，由于裝配時(shí)需要將徑向轉(zhuǎn)子永磁體5固定在轉(zhuǎn)子軸2上，導(dǎo)致該處直徑較大，徑向定子永磁體6設(shè)置在軸向磁軸承3與電機(jī)定子鐵芯1之間便于裝配。
優(yōu)選地，本實(shí)施例中轉(zhuǎn)子軸2與電機(jī)定子鐵芯1對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有主永磁體8。主永磁體8與轉(zhuǎn)子軸2形成轉(zhuǎn)子組件共同轉(zhuǎn)動(dòng)，使該電機(jī)成為永磁電機(jī)，相較于普通電機(jī)，主永磁體8占用空間小，結(jié)構(gòu)更加緊湊。進(jìn)一步地，本實(shí)施例中主永磁體8外側(cè)套設(shè)有碳纖維材質(zhì)護(hù)套。采用高強(qiáng)度低密度的碳纖維材質(zhì)在保護(hù)主永磁體8避免在離心力作用下破裂的同時(shí)，更大程度上保證了電機(jī)的輕量化。
本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種吸塵器，包括上述的磁懸浮電機(jī)。提高了吸塵器的使用壽命，降低了噪音，提高了系統(tǒng)性能。
最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。