磁悬浮轴承定子、径向磁悬浮轴承和电机[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110864044 A(43)申请公布日 2020.03.06

(21)申请号 201911193341.4(22)申请日 2019.11.28

(71)申请人 珠海格力电器股份有限公司

地址 519070 广东省珠海市前山金鸡西路(72)发明人 董如昊　张小波　张芳　龚高　

张超　魏志韬　(74)专利代理机构 北京煦润律师事务所 11522

代理人 刘子辉　梁永芳(51)Int.Cl.

F16C 32/04(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图3页

(54)发明名称

磁悬浮轴承定子、径向磁悬浮轴承和电机(57)摘要

本申请提供一种磁悬浮轴承定子、径向磁悬浮轴承和电机。该磁悬浮轴承定子包括定子铁芯(1)、线圈绕组(2)、线圈骨架(3)和集成电路板，线圈骨架(3)装配在定子铁芯(1)上，线圈绕组(2)绕设在线圈骨架(3)上，集成电路板装配在线圈骨架(3)上，集成电路板上集成有控制器元件

根据本申请的磁悬浮(4)和功率放大器元件(5)。

轴承定子，能够减少最终装配零件的数量，提高磁悬浮轴承的集成度，简化装配过程。

CN 110864044 ACN 110864044 A

权　利　要　求　书

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1.一种磁悬浮轴承定子，其特征在于，包括定子铁芯(1)、线圈绕组(2)、线圈骨架(3)和集成电路板，所述线圈骨架(3)装配在所述定子铁芯(1)上，所述线圈绕组(2)绕设在所述线圈骨架(3)上，所述集成电路板装配在所述线圈骨架(3)上，所述集成电路板上集成有控制器元件(4)和功率放大器元件(5)。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述线圈骨架(3)远离所述定子铁芯(1)的一侧设置有安装槽(6)，所述集成电路板装配在所述安装槽(6)内。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述集成电路板还包括PCB主板(7)，所述控制器元件(4)和所述功率放大器元件(5)均集成在所述PCB主板(7)上。

4.根据权利要求3所述的磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述PCB主板(7)上还集成有辅助贴片元件(8)和/或可插拔连线接口(9)。

5.根据权利要求3所述的磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述线圈绕组(2)直接线连接至所述PCB主板(7)。

6.根据权利要求3所述的磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述PCB主板(7)为环形，且所述PCB主板(7)的形状与所述线圈骨架(3)的形状相匹配。

7.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述磁悬浮轴承定子外涂覆有绝缘层。

8.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述集成电路板为预制件。9.一种径向磁悬浮轴承，包括磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述磁悬浮轴承定子为权利要求1至8中任一项所述的磁悬浮轴承定子。

10.一种电机，包括磁悬浮轴承定子，其特征在于，所述磁悬浮轴承定子为权利要求1至8中任一项所述的磁悬浮轴承定子。

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说　明　书

磁悬浮轴承定子、径向磁悬浮轴承和电机

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技术领域

[0001]本申请涉及空气调节设备技术领域，具体涉及一种磁悬浮轴承定子、径向磁悬浮轴承和电机。

背景技术

[0002]磁悬浮轴承具有无机械接触、不需润滑、临界转速高、使用寿命长及可靠性高等特点，被广泛应用于高速、超高速领域。但磁悬浮轴承本体不能单独工作，它需要与控制器、传感器、功率放大器等电气组件协同组成一个系统才能正常发挥作用。[0003]一般的，现有的径向磁悬浮轴承系统采用的是作动器、控制器、功率放大器和位移传感器分离的布置形式，各组件之间通过导线相连。[0004]通电后，位移传感器监测主轴的位置，将信号传回控制器，与预设参考值对比，输出使轴承作动器电磁力发生改变的电信号到功率放大器，电信号被放大到所需值后，驱动轴承作动器产生电磁力，吸引轴承转子，同时带动主轴的位置发生改变。此过程不断循环，最终使主轴保持悬浮在预设参考位置附近。[0005]由于控制器、功放一般安装在机壳外，需使用导线、端子或其它连接方式将各个元器件连接起来，因此会导致整个磁悬浮轴承的体积较大，连线较多，安装过程繁琐。发明内容

[0006]因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种磁悬浮轴承定子、径向磁悬浮轴承和电机，能够减少最终装配零件的数量，提高磁悬浮轴承的集成度，简化装配过程。[0007]为了解决上述问题，本申请提供一种磁悬浮轴承定子，包括定子铁芯、线圈绕组、线圈骨架和集成电路板，线圈骨架装配在定子铁芯上，线圈绕组绕设在线圈骨架上，集成电路板装配在线圈骨架上，集成电路板上集成有控制器元件和功率放大器元件。[0008]优选地，线圈骨架远离定子铁芯的一侧设置有安装槽，集成电路板装配在安装槽内。

[0009]优选地，集成电路板还包括PCB主板，控制器元件和功率放大器元件均集成在PCB主板上。

[0010]优选地，PCB主板上还集成有辅助贴片元件和/或可插拔连线接口。[0011]优选地，线圈绕组直接线连接至PCB主板。[0012]优选地，PCB主板为环形，且PCB主板的形状与线圈骨架的形状相匹配。[0013]优选地，磁悬浮轴承定子外涂覆有绝缘层。[0014]优选地，集成电路板为预制件。[0015]根据本申请的另一方面，提供了一种径向磁悬浮轴承，包括磁悬浮轴承定子，该磁悬浮轴承定子为上述的磁悬浮轴承定子。[0016]根据本申请的另一方面，提供了一种电机，包括磁悬浮轴承定子，该磁悬浮轴承定子为上述的磁悬浮轴承定子。

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本申请提供的磁悬浮轴承定子，包括定子铁芯、线圈绕组、线圈骨架和集成电路

板，线圈骨架装配在定子铁芯上，线圈绕组绕设在线圈骨架上，集成电路板装配在线圈骨架上，集成电路板上集成有控制器元件和功率放大器元件。本申请中将控制器元件和功率放大器元件均集成在集成电路板上，从而使得控制器元件、功率放大器元器件与轴承定子集成为一体，无需单独装配控制器元件和功率放大器元件，能够省去连接过程中所需的导线和接头等，有效解决磁悬浮轴承总装零件多，装配繁琐的问题，提升了磁悬浮轴承的集成度与安全性，简化了装配过程，降低了其它相关部件的设计难度及加工成本。附图说明

[0018]图1为本申请实施例的磁悬浮轴承定子的立体结构示意图；[0019]图2为本申请实施例的磁悬浮轴承定子的结构示意图；

[0020]图3为本申请实施例的磁悬浮轴承定子的集成电路板的结构示意图；[0021]图4为本申请实施例的磁悬浮轴承定子的集成电路板的侧视结构示意图。[0022]附图标记表示为：[0023]1、定子铁芯；2、线圈绕组；3、线圈骨架；4、控制器元件；5、功率放大器元件；6、安装槽；7、PCB主板；8、辅助贴片元件；9、可插拔连线接口。具体实施方式

[0024]结合参见图1至图4所示，根据本申请的实施例，磁悬浮轴承定子包括定子铁芯1、线圈绕组2、线圈骨架3和集成电路板，线圈骨架3装配在定子铁芯1上，线圈绕组2绕设在线圈骨架3上，集成电路板装配在线圈骨架3上，集成电路板上集成有控制器元件4和功率放大器元件5。

[0025]本申请中将控制器元件4和功率放大器元件5均集成在集成电路板上，从而使得控制器元件4、功率放大器元件5与轴承定子集成为一体，无需单独装配控制器元件4和功率放大器元件5，能够省去连接过程中所需的导线和接头等，有效解决磁悬浮轴承总装零件多，装配繁琐的问题，提升了磁悬浮轴承的集成度与安全性，简化了装配过程，降低了其它相关部件的设计难度及加工成本。[0026]在本实施例中，定子铁芯1由导磁性能好的软磁叠片材料制成；线圈绕组2由漆包线按设计匝数绕制而成；线圈骨架3由塑料或其它不导电且高强度的材料制成。控制器元件4和功率放大器元件5通过集成设置的方式设置在磁悬浮轴承的集成电路板上，从而通过集成电路板与轴承定子集成为一体，无需在机壳外另行设置控制器元件4或者功率放大器元件5，因此能够减少最终装配零件和组件的数量，减少装配步骤和时间，减小磁悬浮轴承的整体体积。

[0027]线圈骨架3远离定子铁芯1的一侧设置有安装槽6，集成电路板装配在安装槽6内。通过在线圈骨架3上设置安装槽6，可以方便进行集成电路板的定位安装，降低安装难度，同时更加方便将集成电路板与定子铁芯1做成一体结构。[0028]在本实施例中，集成电路板还包括PCB主板7，控制器元件4和功率放大器元件5均集成在PCB主板7上。PCB主板7一般属于轴承定子结构的一部分，且用于与线圈绕组2之间实现连接，因此将控制器元件4和功率放大器元件5均集成在PCB主板7上，无需增加额外的电

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路板，可以合理利用轴承定子本身的结构实现元器件的集成，改造成本低，易于实现。[0029]PCB主板7上还集成有辅助贴片元件8和/或可插拔连线接口9。设置可插拔连线接口9的目的在于，在进行接线时，可以通过PCB主板7的设计，使得线圈绕组2的接线直接连接在PCB主板7上，然后利用PCB主板7上的线路与可插拔连线接口9进行电连接，在进行轴承定子与外部连接时，可以直接将外部接线通过可插拔连线接口9进行连接即可，无需额外接线，无需裸露电线或者是带电金属，安全性更好，而且引出线较少，一个径向磁悬浮轴承最少仅需1路共2根引出供电线，1个2针转接头即可实现功能，有效降低了物料成本。[0030]优选地，线圈绕组2直接线连接至PCB主板7。在将线圈绕组2的线头直接连接至PCB主板7之后，在轴承定子上基本上没有其他接线，由于可插拔连线接口9通过印刷版形成线路，因此能够进一步减少电线用量，省去繁杂线路，降低布线难度。[0031]PCB主板7为环形，且PCB主板7的形状与线圈骨架3的形状相匹配，能够方便在PCB主板7的相应位置设置控制器元件4和功率放大器元件5，从而尽量缩短线圈绕组2的接头与PCB主板7上的接线位置的距离，缩短接头长度，减少接线用量。[0032]优选地，磁悬浮轴承定子外涂覆有绝缘层。在本实施例中，通过在磁悬浮轴承定子外涂覆绝缘层的方式，能够使得定子铁芯1、线圈绕组2、线圈骨架3和集成电路板形成一体式封装结构，仅留可插拔连线接口9在外，可以保证磁悬浮轴承定子的接线功能，同时能够消除所有裸露金属，提高了整体电气安全性，降低了外部机壳及其它相关部件的设计难度及加工成本。

[0033]集成电路板为预制件，可以进一步降低组装成本，减少组装零件和组装步骤，提高组装效率。

[0034]磁悬浮轴承定子的组装过程如下：线圈骨架3首先装配在定子铁芯1上，然后将漆包线绕至对应线圈腔内形成线圈绕组2，接着将集成电路板固定至线圈骨架3上，并与线圈绕组2对应出线头连接，而后进行通电测试，无异常则使用PCB三防漆对裸露金属进行喷涂，整个组件仅留可插拔连线接口9一处带电部件可见。[0035]集成电路板为预制件，由控制器元件4、辅助贴片元件8、功率放大器元件5和可插拔连线接口9按设计要求焊接至PCB主板7上并完成通电测试后制成。

[0036]磁悬浮轴承定子的由于控制器元件4和功率放大器元件5均集成在一块PCB主板7上，同时PCB主板7与轴承线圈绕组2直接连接，且喷涂三防漆后整个模块仅剩余可插拔连线接口9与外界连接，整个系统除了外部连线外无任何其它接线，无裸露带电金属，整体安装到位后仅需供电即可实现功能。此结构省去了普通磁悬浮轴承系统中繁杂的线路，降低了需要安装的零件数量。

[0037]根据本申请的实施例，径向磁悬浮轴承包括磁悬浮轴承定子，该磁悬浮轴承定子为上述的磁悬浮轴承定子。

[0038]根据本申请的实施例，电机包括磁悬浮轴承定子，该磁悬浮轴承定子为上述的磁悬浮轴承定子。

[0039]本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

[0040]以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅

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是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

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图1

图2

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图3

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图4

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