1、“..... 使磁轴承结构较为复杂体积较大和成本较高，大大制约了由磁轴承支承的高速电 机的使用范围和广泛应用。 图磁轴承支撑的电机结构图 所谓无轴承电机，并不是说不 需要轴承来支承，而是不需单独设计或使用专门的机械轴承气浮或液浮轴承。由 于磁轴承结构与交流电机定子结构的相似性，把磁轴承中产生径向悬浮力的绕组叠 加到电机的定子绕组上，构成无轴承电机二自由度见图，保证电机定子 等效绕组产生的磁场极对数与径向悬浮力绕组产生磁场极对数的关系为 ，悬浮力绕组产生的磁场和电机定子绕组或永磁体产生的磁场合成 个整体，通过探索驱动电机转动的旋转力和径向悬浮力耦合情况以及解耦方法，独 立控制电机的旋转和转子的稳定悬浮，实现电机的无轴承化。 图无轴承电机的结构示意图 无轴承电机方面保持磁轴承支承的电机系统寿命长无须润滑无机械摩擦构内，可以进行自我解耦......”。

2、“.....即将电机的转子与轴承的转 子固定在个主轴上，所以，减免了驱动环节。 为防止突然断电或磁轴承失控时，转子和电机及磁轴承的定子相碰，损 坏转子，设计了对深沟球轴承作为保护装置。 多采用螺栓螺钉和紧定套环固定，易于装卸。 通过在个方向上布置四个传感器，并接成差动结构，从而进步提高 了测量精度。 毕业设计报告论文 课题名称无轴承电机的结构设计 专业机电 学生姓名学号 指导教师王 起讫日期年月年月 设计地点 摘要 为了减小磁轴承电机的轴向长度提高临界转速缩小系统体积和提高系统的 可靠性，实现磁轴承的集成化小型化，本文针对无轴承电机的种新型的永磁偏 置径向轴向磁轴承进行了初步的研究......”。

3、“.....我们知道， 电机高速运转对机械轴承振动冲击大，机械轴承磨损快，大幅度缩短了轴承和电机 使用寿命......”。

4、“.....我们知道，电机高速运转 对机械轴承振动冲击大，机械轴承磨损快，大幅度缩短了轴承和电机使用寿命，为 此用机械轴承来支承高速电机严重制约着电机向更高速度和更大功率方向发展。近 多年来发展起来的磁轴承，是利用磁场力将转子悬浮 于空间，实现转子和定子之间没有机械接触的种新型高性能轴承。图是由 和更大功率 方向发展。近多年来发展起来的磁轴承，是利用磁场 力将转子悬浮于空间，实现转子和定子之间没有机械接触的种新型高性能轴承。 经过这次毕业设计，我的收获不小。由于本次设计的无轴承电机是较先进的机 电体化产品，运用到控制理论电磁学理论电子理论机械设计等许多方面的 知识，涉及面很广。因此，通过次设计，不仅巩固了本专业的基础知识，并且学 到了许多有关电子信息方面的知识，兼培养了自己的综合设计能力。由于本人水平 有限，时间仓促，文中难免有和不足之处，敬请老师及同学谅解并予以指正......”。

5、“.....然后通过紧配合装配固定在转轴上 的，因此，在高速旋转的情况下，转子轴肩处的剪切应力是最集中的地方，必须考 虑转子轴肩处材料的剪切强度是否能够达到要求，因此要限制转轴的最小直径。 为了尽量减小漏磁，所以在永磁体与定子叠片的接触面上，永磁体的贴 合面要小于等于定子叠片的外圆柱面，以紧贴合于定子叠片外径......”。

6、“.....要注意控制线圈在外壳中的体积约束。径向控制线圈的 截面积要小于定子槽面积。轴向控制线圈的截面积要综合径向控制线圈截面积和外 壳的内腔面积来综合考虑，要使径向线圈和轴向线圈相互间不接触，也要考虑到径 向轴向磁路的走向尽可能的减少重叠，还要考虑到外壳的轴向长度尽可能的短， 以减少整个磁轴承部分的长度体积。 无轴承电机的系统设计 无轴承电机的结构设计与普通轴承电机的设计既有相同，又有不同之处。普通 轴承电机的设计包括转轴的结构布置，轴径估算，跨距和悬伸量的确定，静态和动 态特性计算，外壳的结构和尺寸的确定，润滑油路及冷却通道的设计等。在设计无 轴承电机的结构时，除了润滑油路，其他的都要考虑，另外还要单独设计普通电机 所没有的永磁偏置径向轴向磁轴承的具体结构，如永磁铁和电磁铁的结构和线圈参 数的设计。设计轴承控制系统的性能有很大的影响，在系统中......”。

7、“.....因此对传 感器的布置应特别注意。般来说，径向传感器安装在径向磁轴承的旁边，但应注 意，基准环不应选在转轴主振动节点处。从理论上讲，轴向传感器安装时，其基准 环可以安装在转轴的任何位置，但实际上受到转轴结构的限制。为便于安装测量， 可安装在转轴的后端。 无轴承电机的总体结构设计 无轴承电机的基本组成如图所示，它主要由永磁铁电磁轴承转子及其 定子电机转子及其定子转轴传感器及其支架辅助轴承端盖缸筒等组成。 该电机在结构上的主要特点有 电机轴向以电机定子为定位基准，以轴肩轴套电磁轴承本身定位， 径向直接以内缸筒内经定位，定位简单方便。 设计电机的零部件形状简单，无须设计专用夹具，故加工方便，节约经 费。 多采用标准件，不但节省设计时间，而且缩短生产流程，提高生产效率......”。

8、“.....其余不是间隙 配合就是无须配合，故而大多零件无须进行精加工，大大减少加工工序。 转子与定子均采用叠片结构，材料为软磁材料，从而涡流损耗小。 轴向径向线圈处于同结出来的永磁偏置径向轴向磁轴承与电机相配合即为无轴承电机的总 体结构。 转轴部件主要结构尺寸的设计 转子直径和磁场宽度的确定 本课题转子直径的范围由设计要求给出，在结构允许的前提下，为提高其承 载能力改善其动态特性，尽可能增加转子直径，所以我们取给出范围的上限，即 。 磁场宽度是指磁轴承电磁铁的轴向尺寸，为减小电机的轴向尺寸，磁场宽度取 小值，大约为轴承转子的。 悬伸量和跨距的确定 般主轴设计时，其刚度主要由主轴本身的刚度和轴承的刚度两方面决定，悬 伸量与跨距有个最佳比值。然而，由于磁轴承主轴部件的设计对其控制系统有影 响，因此在主轴设计时，不仅要考虑的最佳值......”。

9、“.....本次设计的磁悬浮电动机为卧式结构，主轴直径小，根据经验，取主轴全长 为。 磁轴承转子的轴向尺寸的确定 径向磁轴承限制了转轴的四个自由度及提供径向的支撑刚度，但由于径向磁轴 承 对转轴有自动定位的作用，使得转轴在轴向也受到定的对中力。为避免这 对中力与轴向磁轴承对转轴的对中控制发生耦合，设计时可以考虑使磁轴承转子轴 向尺寸略大于其定子的轴向尺寸。 主轴上零件的布置 传感器对永磁偏置磁机相比具有下列优点径向悬浮力绕组叠加到电机 的定子绕组上，不占用额外的轴向空间。方面，电机轴向长度可以设计得较短， 临界转速可以较高，电机转速仅受材料强度的限制，这样无轴承电机大大拓宽了高 速电机的应用领域，特别是在体积小转速高和寿命长的应用领域，如要求无粉尘 无润滑小体积环境工作的计算机硬盘驱动器微型高速机床等另方面，在同 样长度的电机转轴情况下......”。