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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)、多級離心風(fēng)機(jī)相比有哪些優(yōu)缺點(diǎn)視頻講解：
先來個最終成果：
廢話不多說，直接上教程：
第一步：制作外殼骨架
打開AUTOCAD，設(shè)計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。
太陽能電池板選用直接影響到效率，經(jīng)過長期試驗(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很值得研究的問題。
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是肯定的，綜合考慮還是選了多晶板。
你需要一個2個環(huán)形強(qiáng)磁磁鐵，用來做偽磁懸浮承軸，磁環(huán)一個大一個小，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，太大太小都會影響效率，距離太大會造成抖動（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，效率會很低。
第三步:制作轉(zhuǎn)子。
這是我的多功能電動工具（電磨，電鉆，切割機(jī)，轉(zhuǎn)子平衡器）作為一個DIYER，幾件稱手的工具很重要，有時候直接影響到DIY的樂趣。。。。。
這是只做好的轉(zhuǎn)子，4個磁鐵的排列方式后面會給出，轉(zhuǎn)子的自平衡和動平衡非常重要，如果同心度不高會造成抖動，前面說過了，抖動影響效率。
插上我的萬能電動工具調(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，不用考慮重量問題，但是匝數(shù)越多電阻也越高。前面說過了，太陽能電池的內(nèi)阻也很高，所以過高的電阻會使整個電路靈敏度降低，造成啟動困難。這里我用0.25MM直徑的漆包線繞了800圈，正好占滿一個線架。
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)無機(jī)械摩擦旋轉(zhuǎn)。
磁懸浮電機(jī)由于無機(jī)械接觸，因而，轉(zhuǎn)軸的定位是最為核心和難于解決的問題，介于此，如何對磁懸浮電機(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)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問題，提供一種磁懸浮電機(jī)，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是如何對簡化磁懸浮電機(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下列技術(shù)方案來實(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，在啟動時也不會發(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)帶動殼體內(nèi)空氣流通，使其具有良好的散熱效果。
通過對第二鐵芯上繞設(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，轉(zhuǎn)軸會迅速恢復(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，在啟動時也不會發(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)帶動殼體2內(nèi)空氣流通，使其具有良好的散熱效果。
通過對第二鐵芯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，轉(zhuǎn)軸1會迅速恢復(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)施例僅僅是對本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(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)沒有摩擦壽命更長噪音更小效率更高為什么沒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，所以還沒有普及，但發(fā)展趨勢是明顯的。
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。問題主要在于成本：
額外的磁懸浮軸承/無軸承電機(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)，另外就是市場需求并不大
因?yàn)榇蟛糠謴S商技術(shù)掌握不徹底，無法降低成本。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。
電動牙刷通過微型電機(jī)帶動刷頭震動來實(shí)現(xiàn)清潔牙齒效果，牙刷電機(jī)的好壞決定了電動牙刷的清潔功能是否強(qiáng)大。
目前市場上常見的牙刷電機(jī)分為普通鐵芯電機(jī)、無鐵芯電機(jī)、磁懸浮電機(jī)等，不同的微型直流電機(jī)應(yīng)用的電動牙刷價格成本各有不同，空心杯電機(jī)與普通的鐵芯電機(jī)價格比較便宜，一般用于廉價的電動牙刷，一般的中高端電動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，使其不斷的失去平衡產(chǎn)生振動，鐵芯馬達(dá)的振動會帶動輸出軸上的刷頭振動，從而通過振動刷頭來清潔牙齒。
無鐵芯電機(jī)
無鐵芯電機(jī)也是通過放置偏心塊振動原理帶動刷頭振動來清潔牙齒，或通過內(nèi)部齒輪連桿結(jié)構(gòu)把運(yùn)動輸出到刷頭的位置，刷頭位置通過相應(yīng)的擺動機(jī)械結(jié)構(gòu)，這樣可把微電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成牙刷頭的左右擺動。無鐵芯電機(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)通過高頻振動原理，以電磁與起振裝置作為振動源，磁懸浮電機(jī)通電后電磁裝置形成磁場，起振裝置懸浮在磁場中間形成高頻振動頻率，最后通過傳動軸傳導(dǎo)到刷頭上。磁懸浮電機(jī)的振動沒有機(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，請繼續(xù)關(guān)注。
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