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羅茨鼓風(fēng)機(jī)與磁懸浮風(fēng)機(jī)、空氣懸浮風(fēng)機(jī)、多級(jí)離心風(fēng)機(jī)相比有哪些優(yōu)缺點(diǎn)視頻講解：
先來(lái)個(gè)最終成果：
廢話不多說(shuō)，直接上教程：
第一步：制作外殼骨架
打開AUTOCAD，設(shè)計(jì)好自己想要的尺寸和形狀，然后就可以直接輸出到激光雕刻機(jī)上了，零件的精度是成敗的關(guān)鍵，沒(méi)有雕刻機(jī)的也別自己手工刻，可以找有雕刻機(jī)的廣告店讓師傅幫加工下。加工成品如下：
第二步：準(zhǔn)備磁鐵和電池板。
太陽(yáng)能電池板選用直接影響到效率，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)，我最終選擇了0.5V電壓的滴膠板材料為多晶，由于太陽(yáng)能電池的內(nèi)阻很大，所以線圈的電阻要盡量小，但是線圈的匝數(shù)又影響到效率，所以如何取舍是一個(gè)很值得研究的問(wèn)題。
選多晶電池板是因?yàn)槎嗑О逯圃旃に嚊Q定它吸收的光譜比單晶板寬，弱光性能好，白天放在室內(nèi)也有功率輸出，但是單晶板的轉(zhuǎn)換效率比多晶板高這個(gè)是肯定的，綜合考慮還是選了多晶板。
你需要一個(gè)2個(gè)環(huán)形強(qiáng)磁磁鐵，用來(lái)做偽磁懸浮承軸，磁環(huán)一個(gè)大一個(gè)小，小的要以套的進(jìn)承軸為佳，我用的承軸是5MM的不銹鋼，所以用5MM內(nèi)孔的小磁環(huán)。大的內(nèi)徑應(yīng)該是小的外徑+8MM左右，太大太小都會(huì)影響效率，距離太大會(huì)造成抖動(dòng)（血的教訓(xùn)，參見我最早發(fā)布的作品視頻）距離太小，阻力增加，效率會(huì)很低。
第三步:制作轉(zhuǎn)子。
這是我的多功能電動(dòng)工具（電磨，電鉆，切割機(jī)，轉(zhuǎn)子平衡器）作為一個(gè)DIYER，幾件稱手的工具很重要，有時(shí)候直接影響到DIY的樂(lè)趣。。。。。
這是只做好的轉(zhuǎn)子，4個(gè)磁鐵的排列方式后面會(huì)給出，轉(zhuǎn)子的自平衡和動(dòng)平衡非常重要，如果同心度不高會(huì)造成抖動(dòng)，前面說(shuō)過(guò)了，抖動(dòng)影響效率。
插上我的萬(wàn)能電動(dòng)工具調(diào)試平衡。
第四步：制作線圈。
由于我采用的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子是磁鐵，因此線圈可以繞很多匝，不用考慮重量問(wèn)題，但是匝數(shù)越多電阻也越高。前面說(shuō)過(guò)了，太陽(yáng)能電池的內(nèi)阻也很高，所以過(guò)高的電阻會(huì)使整個(gè)電路靈敏度降低，造成啟動(dòng)困難。這里我用0.25MM直徑的漆包線繞了800圈，正好占滿一個(gè)線架。
第五步：開始組裝骨架。
所有材料清單
本實(shí)用新型屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種磁懸浮電機(jī)。
背景技術(shù)：
直流磁浮電機(jī)也稱磁浮電機(jī)，也可以叫磁力電機(jī)，它是無(wú)軸承電機(jī)是一種新型結(jié)構(gòu)的電機(jī)。與傳統(tǒng)電機(jī)的最大不同之處是它不需要另外的軸承，電機(jī)本身既可產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，又能產(chǎn)生支撐轉(zhuǎn)子的磁懸浮力，使轉(zhuǎn)子能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)機(jī)械摩擦旋轉(zhuǎn)。
磁懸浮電機(jī)由于無(wú)機(jī)械接觸，因而，轉(zhuǎn)軸的定位是最為核心和難于解決的問(wèn)題，介于此，如何對(duì)磁懸浮電機(jī)進(jìn)行軸向和經(jīng)向定位，是磁懸浮電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種磁懸浮電機(jī)，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何對(duì)簡(jiǎn)化磁懸浮電機(jī)的結(jié)構(gòu)，使轉(zhuǎn)軸零機(jī)械摩擦。
本實(shí)用新型的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種磁懸浮電機(jī)，其特征在于，本電機(jī)包括轉(zhuǎn)軸和殼體，所述轉(zhuǎn)軸上周向固定有若干條狀的第一永磁體，所述殼體的內(nèi)壁上固定設(shè)置有若干根與各第一永磁體對(duì)應(yīng)的第一鐵芯，所述第一鐵芯上繞設(shè)有第一導(dǎo)線繞組，所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)具有與轉(zhuǎn)軸同軸的定位孔，所述定位孔內(nèi)插設(shè)有一鐵柱，所述鐵柱的一端與殼體固定連接，所述第一永磁體的內(nèi)端伸入所述定位孔內(nèi)；
所述第一導(dǎo)線繞組通電后，第一鐵芯的內(nèi)端與第一永磁體的外端同極，所述鐵柱上設(shè)置有與能夠與第一永磁體的內(nèi)端形成斥力的懸浮組件；
所述鐵柱的外壁與第一永磁體的內(nèi)端之間具有間隙；所述第一永磁體的外端的磁極與在第一導(dǎo)線繞組正向通電后的第一鐵芯內(nèi)端的磁極相同。
在上述的一種磁懸浮電機(jī)中，所述懸浮組件包括若干與第一永磁體一一對(duì)應(yīng)的第二永磁體，所述第二永磁體的內(nèi)端埋設(shè)在鐵柱內(nèi)，外端伸出鐵柱周面，所述第二永磁體的外端與第一永磁體的內(nèi)端同極。
第一鐵芯上繞設(shè)的第一導(dǎo)線繞組，假設(shè)其繞線方向?yàn)轫槙r(shí)針，其通磁N極為外端，則第一永磁體的外端為N極，內(nèi)端為S極，第二永磁體的外端為S極，內(nèi)端為N極，繼而，轉(zhuǎn)軸懸浮在各第一鐵芯形成的空間內(nèi)，在第二永磁體的外端與第一永磁體內(nèi)端之間的斥力作用下，轉(zhuǎn)軸在此被徑向定位，而且在轉(zhuǎn)軸停運(yùn)狀態(tài)下，也能夠保持懸浮，使其具有較好的同軸度，在啟動(dòng)時(shí)也不會(huì)發(fā)生與第一鐵芯之間的碰觸情況。
本懸浮組件的設(shè)置，為轉(zhuǎn)軸提供雙重的經(jīng)向定位，使其同軸度較高，傳動(dòng)平穩(wěn)性好，輸出阻力更小。
懸浮組件也可以是類似于第一鐵芯和第一導(dǎo)線繞組的電磁結(jié)構(gòu)，從而保持轉(zhuǎn)軸與鐵柱之間保持懸浮。
在上述的一種磁懸浮電機(jī)中，所述轉(zhuǎn)軸伸出殼體之外的一端稱之為輸出端，所述轉(zhuǎn)軸位于殼體內(nèi)的一端稱之為固定端，靠近所述固定端的殼體上固定設(shè)置有一散熱板，所述鐵柱的一端與散熱板固定相連。
在上述的一種磁懸浮電機(jī)中，所述固定端固定連接有一軸套，所述軸套的一端與固定端固定連接，所述軸套的另一端均勻設(shè)置有若干安裝片，所述安裝片與轉(zhuǎn)軸的軸線垂直，所述安裝片上固定設(shè)置有至少一個(gè)第二鐵芯，所述第二鐵芯上繞設(shè)有第二導(dǎo)線繞組，所述殼體上固定設(shè)置有位于安裝片內(nèi)側(cè)的屏蔽板，所述散熱板和屏蔽板上分別固定設(shè)置有第三永磁體和第四永磁體，所述第三永磁體的內(nèi)端的磁極和第四永磁體的外端的磁極相反，所述第二鐵芯橫向設(shè)置，且與轉(zhuǎn)軸平行。
本磁懸浮電機(jī)中，轉(zhuǎn)軸為通透結(jié)構(gòu)，散熱板為通透結(jié)構(gòu)，利用轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)殼體內(nèi)空氣流通，使其具有良好的散熱效果。
通過(guò)對(duì)第二鐵芯上繞設(shè)的第二導(dǎo)線繞組通電，假設(shè)繞線方向?yàn)轫槙r(shí)針，通電后第二鐵芯的內(nèi)側(cè)端為S極，外側(cè)端為N極，則第三永磁體的內(nèi)側(cè)端為N極，第四永磁體的外側(cè)端為S極，安裝片的兩側(cè)分別受第三永磁體和第四永磁體的斥力作用，使轉(zhuǎn)軸的軸向被定位，在本電機(jī)的第二導(dǎo)線繞組和第一導(dǎo)線繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)軸會(huì)迅速恢復(fù)第三永磁體和第四永磁體多安裝片作用的斥力平衡點(diǎn)，使轉(zhuǎn)軸恢復(fù)軸向懸浮狀態(tài)和徑向懸浮狀態(tài)。
在上述的一種磁懸浮電機(jī)中，所述安裝片的兩側(cè)分別具有一導(dǎo)流板。
導(dǎo)流板多殼體內(nèi)進(jìn)行換氣，使氣流從散熱板、定位孔、轉(zhuǎn)軸與第一鐵芯之間均能具有良好的散熱和換氣，避免本電機(jī)中的各永磁體高溫消磁。
在上述的一種磁懸浮電機(jī)中，每片所述安裝片上設(shè)置有兩個(gè)第二鐵芯，且徑向分布。
在上述的一種磁懸浮電機(jī)中，所述屏蔽板為硅鋼片。
在上述的一種磁懸浮電機(jī)中，所述輸出端的軸壁上開設(shè)有若干貫穿定位孔的出風(fēng)孔。
輸出端連接外接驅(qū)動(dòng)設(shè)備，為了使定位孔在導(dǎo)流板能夠?qū)Χㄎ豢走M(jìn)行有效的散熱和通風(fēng)，在轉(zhuǎn)軸的輸出端的外壁上開設(shè)若干出風(fēng)孔。
附圖說(shuō)明
圖1是本磁懸浮電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中B方向上的截面圖。
圖3是圖1中A方向上的截面圖。
圖中，1、轉(zhuǎn)軸；11、輸出端；12、固定端；2、殼體；21、散熱板；22、軸套；23、安裝片；24、屏蔽板；25、導(dǎo)流板；31、第一永磁體；32、第一鐵芯；33、第一導(dǎo)線繞組；34、第二永磁體；4、定位孔；5、鐵柱；61、第二鐵芯；62、第二導(dǎo)線繞組；63、第三永磁體；64、第四永磁體。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。
如圖1和圖3所示，本電機(jī)包括轉(zhuǎn)軸1和殼體2，轉(zhuǎn)軸1上周向固定有若干條狀的第一永磁體31，殼體2的內(nèi)壁上固定設(shè)置有若干根與各第一永磁體31對(duì)應(yīng)的第一鐵芯32，第一鐵芯32上繞設(shè)有第一導(dǎo)線繞組33，轉(zhuǎn)軸1內(nèi)具有與轉(zhuǎn)軸1同軸的定位孔4，定位孔4內(nèi)插設(shè)有一鐵柱5，鐵柱5的一端與殼體2固定連接，第一永磁體31的內(nèi)端伸入定位孔4內(nèi)；
第一導(dǎo)線繞組33通電后，第一鐵芯32的內(nèi)端與第一永磁體31的外端同極，鐵柱5上設(shè)置有與能夠與第一永磁體31的內(nèi)端形成斥力的懸浮組件；
鐵柱5的外壁與第一永磁體31的內(nèi)端之間具有間隙；第一永磁體31的外端的磁極與在第一導(dǎo)線繞組33正向通電后的第一鐵芯32內(nèi)端的磁極相同；懸浮組件包括若干與第一永磁體31一一對(duì)應(yīng)的第二永磁體34，第二永磁體34的內(nèi)端埋設(shè)在鐵柱5內(nèi)，外端伸出鐵柱5周面，第二永磁體34的外端與第一永磁體31的內(nèi)端同極。
第一鐵芯32上繞設(shè)的第一導(dǎo)線繞組33，假設(shè)其繞線方向?yàn)轫槙r(shí)針，其通磁N極為外端，則第一永磁體31的外端為N極，內(nèi)端為S極，第二永磁體34的外端為S極，內(nèi)端為N極，繼而，轉(zhuǎn)軸1懸浮在各第一鐵芯32形成的空間內(nèi)，在第二永磁體34的外端與第一永磁體31內(nèi)端之間的斥力作用下，轉(zhuǎn)軸1在此被徑向定位，而且在轉(zhuǎn)軸1停運(yùn)狀態(tài)下，也能夠保持懸浮，使其具有較好的同軸度，在啟動(dòng)時(shí)也不會(huì)發(fā)生與第一鐵芯32之間的碰觸情況。
本懸浮組件的設(shè)置，為轉(zhuǎn)軸1提供雙重的經(jīng)向定位，使其同軸度較高，傳動(dòng)平穩(wěn)性好，輸出阻力更小。
懸浮組件也可以是類似于第一鐵芯32和第一導(dǎo)線繞組33的電磁結(jié)構(gòu)，從而保持轉(zhuǎn)軸1與鐵柱5之間保持懸浮。
如圖1和圖2所示，轉(zhuǎn)軸1伸出殼體2之外的一端稱之為輸出端11，轉(zhuǎn)軸1位于殼體2內(nèi)的一端稱之為固定端12，靠近固定端12的殼體2上固定設(shè)置有一散熱板21，鐵柱5的一端與散熱板21固定相連；固定端12固定連接有一軸套22，軸套22的一端與固定端12固定連接，軸套22的另一端均勻設(shè)置有若干安裝片23，安裝片23與轉(zhuǎn)軸1的軸線垂直，安裝片23上固定設(shè)置有至少一個(gè)第二鐵芯61，第二鐵芯61上繞設(shè)有第二導(dǎo)線繞組62，殼體2上固定設(shè)置有位于安裝片23內(nèi)側(cè)的屏蔽板24，散熱板21和屏蔽板24上分別固定設(shè)置有第三永磁體63和第四永磁體64，第三永磁體63的內(nèi)端的磁極和第四永磁體64的外端的磁極相反，第二鐵芯61橫向設(shè)置，且與轉(zhuǎn)軸1平行；本磁懸浮電機(jī)中，轉(zhuǎn)軸1為通透結(jié)構(gòu)，散熱板21為通透結(jié)構(gòu)，利用轉(zhuǎn)軸1旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)殼體2內(nèi)空氣流通，使其具有良好的散熱效果。
通過(guò)對(duì)第二鐵芯61上繞設(shè)的第二導(dǎo)線繞組62通電，假設(shè)繞線方向?yàn)轫槙r(shí)針，通電后第二鐵芯61的內(nèi)側(cè)端為S極，外側(cè)端為N極，則第三永磁體63的內(nèi)側(cè)端為N極，第四永磁體64的外側(cè)端為S極，安裝片23的兩側(cè)分別受第三永磁體63和第四永磁體64的斥力作用，使轉(zhuǎn)軸1的軸向被定位，在本電機(jī)的第二導(dǎo)線繞組62和第一導(dǎo)線繞組33通電時(shí)，轉(zhuǎn)軸1會(huì)迅速恢復(fù)第三永磁體63和第四永磁體64多安裝片23作用的斥力平衡點(diǎn)，使轉(zhuǎn)軸1恢復(fù)軸向懸浮狀態(tài)和徑向懸浮狀態(tài)；安裝片23的兩側(cè)分別具有一導(dǎo)流板25；導(dǎo)流板25多殼體2內(nèi)進(jìn)行換氣，使氣流從散熱板21、定位孔4、轉(zhuǎn)軸1與第一鐵芯32之間均能具有良好的散熱和換氣，避免本電機(jī)中的各永磁體高溫消磁。
每片安裝片23上設(shè)置有兩個(gè)第二鐵芯61，且徑向分布；屏蔽板24為硅鋼片。
輸出端11的軸壁上開設(shè)有若干貫穿定位孔4的出風(fēng)孔；輸出端11連接外接驅(qū)動(dòng)設(shè)備，為了使定位孔4在導(dǎo)流板25能夠?qū)Χㄎ豢?進(jìn)行有效的散熱和通風(fēng)，在轉(zhuǎn)軸1的輸出端11的外壁上開設(shè)若干出風(fēng)孔。
本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
磁懸浮電機(jī)沒(méi)有摩擦壽命更長(zhǎng)噪音更小效率更高為什么沒(méi)有被廣泛的推廣使用是因?yàn)楣に囘€是因?yàn)榧夹g(shù)不成熟
在高速直驅(qū)領(lǐng)域已經(jīng)用的很廣泛了，如暖通行業(yè)的制冷壓縮機(jī)，污水處理用的曝氣鼓風(fēng)機(jī)，高速分子泵等。但確實(shí)現(xiàn)在磁懸浮高速電機(jī)的成本還比較高，技術(shù)門檻也比較高，所以還沒(méi)有普及，但發(fā)展趨勢(shì)是明顯的。
高速電機(jī)配合磁懸浮軸承的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了很多年，技術(shù)成熟可靠性也很高。問(wèn)題主要在于成本：
額外的磁懸浮軸承/無(wú)軸承電機(jī)懸浮繞組至少需要額外的電力電子器件，位移傳感器（很貴相當(dāng)貴），UPS備用電源等等。。。
另外，機(jī)械軸承的發(fā)展也很快，在大多數(shù)高速應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)械軸承足以勝任。
有興趣可以讀一篇WEMPEC專門做該方向老師的論文：
Reference:
E. L. Severson, “Bearingless Motor Technology for Industrial and Transportation Applications,”2020 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC), Long Beach, CA, 2020, pp. 266-273.
目前來(lái)講應(yīng)用還是很多的，特別是流體機(jī)械(主要是空氣)，譬如磁懸浮分子泵，磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)，磁懸浮透平真空泵，磁懸浮離心壓縮機(jī)；emaging
小功率方面主要是成本問(wèn)題，剩下的就是真正掌握成熟技術(shù)的公司并不多，還屬于寡頭行業(yè)，另外就是市場(chǎng)需求并不大
因?yàn)榇蟛糠謴S商技術(shù)掌握不徹底，無(wú)法降低成本。蘇州蘇磁智能科技有限公司，自主研發(fā)磁軸承，位移傳感器，控制器，功率放大器，僅芯片和機(jī)加工外協(xié)，可以控制磁懸浮電機(jī)的成本。
電動(dòng)牙刷通過(guò)微型電機(jī)帶動(dòng)刷頭震動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)清潔牙齒效果，牙刷電機(jī)的好壞決定了電動(dòng)牙刷的清潔功能是否強(qiáng)大。
目前市場(chǎng)上常見的牙刷電機(jī)分為普通鐵芯電機(jī)、無(wú)鐵芯電機(jī)、磁懸浮電機(jī)等，不同的微型直流電機(jī)應(yīng)用的電動(dòng)牙刷價(jià)格成本各有不同，空心杯電機(jī)與普通的鐵芯電機(jī)價(jià)格比較便宜，一般用于廉價(jià)的電動(dòng)牙刷，一般的中高端電動(dòng)牙刷采用磁懸浮電機(jī)，那么這幾種牙刷電機(jī)有哪些區(qū)別呢？
鐵芯馬達(dá)
牙刷鐵芯馬達(dá)在輸出軸上放置偏心塊，在馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使其不斷的失去平衡產(chǎn)生振動(dòng)，鐵芯馬達(dá)的振動(dòng)會(huì)帶動(dòng)輸出軸上的刷頭振動(dòng)，從而通過(guò)振動(dòng)刷頭來(lái)清潔牙齒。
無(wú)鐵芯電機(jī)
無(wú)鐵芯電機(jī)也是通過(guò)放置偏心塊振動(dòng)原理帶動(dòng)刷頭振動(dòng)來(lái)清潔牙齒，或通過(guò)內(nèi)部齒輪連桿結(jié)構(gòu)把運(yùn)動(dòng)輸出到刷頭的位置，刷頭位置通過(guò)相應(yīng)的擺動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，這樣可把微電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成牙刷頭的左右擺動(dòng)。無(wú)鐵芯電機(jī)相比鐵芯電機(jī)尺寸更小，重量更輕。
磁懸浮電機(jī)
磁懸浮電機(jī)通過(guò)高頻振動(dòng)原理，以電磁與起振裝置作為振動(dòng)源，磁懸浮電機(jī)通電后電磁裝置形成磁場(chǎng)，起振裝置懸浮在磁場(chǎng)中間形成高頻振動(dòng)頻率，最后通過(guò)傳動(dòng)軸傳導(dǎo)到刷頭上。磁懸浮電機(jī)的振動(dòng)沒(méi)有機(jī)械摩擦的產(chǎn)生穩(wěn)定性強(qiáng)，產(chǎn)生的聲波頻率大，由于磁懸浮電機(jī)的摩擦小，即使在高轉(zhuǎn)速情況下，噪音也非常小。
以上就是電動(dòng)牙刷磁懸浮電機(jī)與普通電機(jī)的區(qū)別，更多有關(guān)微型直流電機(jī)資訊，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注。
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