一種微型電機機械泵的電機轉子懸浮方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微型機械泵電機的轉子懸浮方法，包括一級定子線圈、二級定子線圈、一級永磁轉子、二級永磁轉子、永磁軸承、錐度滑動軸承，第一階段啟動一級定子線圈驅動轉子，賦予轉子組件穩(wěn)定的轉動慣量。第二階段啟動二級定子線圈，依靠二級定子線圈與二級永磁轉子磁力中心線錯位產生的磁吸力，將轉子組件從錐度滑動軸承上脫離，實現(xiàn)轉子組件的懸浮運轉，技術效果是電磁懸浮控制系統(tǒng)的結構簡單，無復雜的反饋控制，降低了軸承的摩擦損耗，降低了電機運行時的振動及噪音，增加了軸承的運行可靠性，從而大大延長了微型電機使用壽命。
【專利說明】一種微型電機機械泵的電機轉子懸浮方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種微型電機機械泵，特別涉及一種微型電機機械泵的電機轉子懸浮方法。
【背景技術】
[0002]隨著微通道液冷技術、微流控技術、特種泵送技術的發(fā)展，微型機械泵作為其流體系統(tǒng)的動力源擁有廣泛的應用空間及前景。其中，微型電機是微型機械泵的驅動元件，其可靠性是整泵運行穩(wěn)定性的保證。
[0003]現(xiàn)有技術解決微型機械泵電機轉子的支承問題主要分為無軸承和有軸承兩種，無軸承微型機械泵依靠水力效果實現(xiàn)轉子自對中，由于缺乏硬性支承，轉子裝配精度低，且在振動環(huán)境下轉子的中心定位效果差，帶軸承類微型機械泵主要分為接觸式軸承和磁懸浮軸承。接觸式軸承在微型電機中的應用受到尺寸、強度等因素的限制，且受到沖擊和磨損的破壞造成軸承失效。至于磁懸浮軸承，由于必須進行反饋控制，因而系統(tǒng)復雜造價高昂。
【發(fā)明內容】
[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出的一種應用于微型機械泵電機的轉子懸浮方法，它一方面能為轉子提供有效的支承，另一方面避免電機高速運行過程中的軸承損耗，因而運行平穩(wěn)，低噪音。具體技術方案是，
本發(fā)明技術效果是電磁懸浮控制系統(tǒng)的結構簡單，無復雜的反饋控制，降低了軸承的摩擦損耗，降低了電機運行時的振動及噪音，增加了軸承的運行可靠性，從而大大延長了微型電機使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0005]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0006]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0007]參見圖1，本發(fā)明包括永磁軸承1、定子組件3、轉子組件4、錐度滑動軸承13。永磁軸承I包含內磁鋼圈1-1，外磁鋼圈1-2,其磁極方向相同、表現(xiàn)為斥力，定子組件3包含二級定子線圈2、一級定子線圈5,轉子組件4包含二級永磁轉子11、一級永磁轉子12、電機軸7、轉子保護套8。二級定子線圈2、一級定子線圈5及永磁軸承外磁鋼圈1-2使用環(huán)氧樹脂灌封固定于電機外殼14上，二級永磁轉子11、一級永磁轉子12使用厭氧膠固定于電機軸7上，兩級永磁轉子及永磁軸承內圈1-1外圍由非導磁性金屬材質的轉子保護套8包覆，用以加固永磁轉子的結構強度，錐度軸承13內圈固定于電機軸7上，葉輪6輪轂與電機軸7直聯(lián)，由電機驅動葉輪7旋轉完成泵功。
[0008]兩級線圈電機在非工作狀態(tài)時，二級定子線圈2的磁力中心線9與二級永磁轉子11的磁力中心線10并不重合，其中，二級定子線圈2的磁力中心線9距離錐度滑動軸承13的距離較遠，同時，兩者磁力中心線的偏離距離應小于葉輪7的葉頂間隙，錐度滑動軸承13的內外圈為貼合狀態(tài)。
[0009]兩級線圈電機在工作狀態(tài)時，定子組件3與轉子組件4之間充斥滿泵送工質，第一階段啟動一級定子線圈5驅動轉子4低速啟動，賦予轉子組件4穩(wěn)定的轉動慣量。第二階段啟動二級定子線圈2逐步將轉子轉速提升至額定轉速，由于磁吸力的作用二級定子線圈2與二級永磁轉子11的磁力中心線重合，并拉拽轉子組件4及滑動軸承13的內圈從錐度滑動軸承13的外圈貼合面分離，轉子組件4依靠永磁軸承I的支承力以及轉子周圍工質的液壓力實現(xiàn)懸浮運轉。
[0010]本發(fā)明主要具備以下的技術優(yōu)點:
1、電機在啟動階段使用一級線圈驅動，轉速較低，對軸承沖擊較小。同時，電機由二級線圈驅動高速運轉的過程中錐度軸承內外圈完全脫離，消除了高速電機的軸承磨損，增加了軸承的運行可靠性，從而大大延長了微型電機使用壽命。
[0011]2、電機轉子穩(wěn)定懸浮運轉依靠轉子組件自身的轉動慣量、永磁軸承內外圈斥力、轉子周圍工質的液壓力來實現(xiàn)，從而省去了電磁懸浮控制系統(tǒng)的復雜結構。
【權利要求】
1.一種微型機械泵電機的轉子懸浮方法，其特征在于:包括永磁軸承(I)、定子組件(3)、轉子組件(4)、錐度滑動軸承(13)，所述永磁軸承(I)包含內磁鋼圈(1-1)、外磁鋼圈(1-2)，其磁極方向相同、表現(xiàn)為斥力，所述定子組件(3)包含二級定子線圈(2)、一級定子線圈(5)，所述轉子組件(4)包含二級永磁轉子(11)、一級永磁轉子(12)、電機軸(7)、轉子保護套(8)，永磁軸承(I)的外磁鋼圈(1-2)分別置于定子組件(3)的兩端，并一起灌封固定于電機外殼14上，兩組永磁軸承(I)的內磁鋼圈(1-1)分別置于轉子組件(4)的二級永磁轉子(11)、一級永磁轉子(12)兩端并一起灌封固定于電機軸(7)上、外圍由非導磁性金屬材質的轉子保護套(8)包覆，所述錐度軸承(13)內圈固定于電機軸(7) —端、外圈固定于電機外殼(14)內壁,葉輪(6)輪轂與電機軸(7)直聯(lián)。
2.如權利要求1所述的一種微型機械泵電機的轉子懸浮方法，其特征在于:具有兩級線圈的微型機械泵電機在非工作狀態(tài)時，二級定子線圈(2)的磁力中心線(9)與二級永磁轉子(11)的磁力中心線(10)并不重合，其中，二級定子線圈(2)的磁力中心線(9)距離錐度滑動軸承(13)的距離較遠，錐度滑動軸承(13)的內外圈為貼合狀態(tài)。
3.如權利要求1所述的一種微型機械泵電機的轉子懸浮方法，其特征在于:微型機械泵電機在工作狀態(tài)時，第一階段啟動一級定子線圈(5)驅動轉子組件(4)，賦予轉子組件(4)穩(wěn)定的轉動慣量。
4.第二階段啟動二級定子線圈(2)，由于磁吸力的作用二級定子線圈(2)與二級永磁轉子(11)的磁力中心線重合，并拉拽轉子組件(4)及滑動軸承(13)的內圈從錐度滑動軸承(13)的外圈貼合面分離，轉子組件(4)依靠永磁軸承(I)的支承力以及轉子周圍工質的液壓力實現(xiàn)懸浮運轉。
【文檔編號】H02K7/09GK104184249SQ201410426838
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權日:2014年8月27日
【發(fā)明者】李春峰, 羅小兵, 段斌 申請人:天津中環(huán)電子照明科技有限公司