[發(fā)明專利]一種永磁偏置軸向磁軸承

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710098748.X
• 申請(qǐng)日: 2007-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN101054997A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫津濟(jì);房建成;劉虎;王曦;劉剛;楊磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): F16C32/04
• 分類號(hào): F16C32/04
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 關(guān)玲;李新華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非接觸磁懸浮軸承，特別是一種永磁偏置軸向磁軸承，可作為微小型衛(wèi)星等航天器中旋轉(zhuǎn)部件的無接觸支撐，特別適用于磁懸浮飛輪以及磁懸浮控制力矩陀螺的非接觸支承。

背景技術(shù)

常用磁懸浮軸承分電磁偏置式和永磁偏置加電磁控制的混合式磁懸浮軸承，前者采用電流產(chǎn)生偏置磁場(chǎng)，因此工作電流大、功耗大，后者利用永磁體替代電流產(chǎn)生偏置磁場(chǎng)，永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)承擔(dān)主要的承載力，電磁磁場(chǎng)提供輔助的調(diào)節(jié)承載力，因而這種軸承可大大減小控制電流，降低損耗。但現(xiàn)有的永磁偏置軸向磁軸承，其電磁磁路經(jīng)過永磁體，因而仍然功耗大，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺?00510011272.2給出的一種永磁偏置軸向磁軸承，如圖1所示，該結(jié)構(gòu)通過激磁氣隙15可以使得電磁磁路經(jīng)過軸承體11、氣隙以及該激磁氣隙15形成回路，避免了電磁磁路直接經(jīng)過永磁體13，因而功耗低，但是現(xiàn)有所有結(jié)構(gòu)的軸向磁軸承，其定子部分和轉(zhuǎn)子部分均采用實(shí)體結(jié)構(gòu)，因而在實(shí)體結(jié)構(gòu)的定子和轉(zhuǎn)子中的鐵耗仍然較大。更重要的是，現(xiàn)有軸向磁軸承定子結(jié)構(gòu)都是整圓結(jié)構(gòu)，對(duì)轉(zhuǎn)子只能進(jìn)行軸向平動(dòng)控制，無法利用軸向磁軸承對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行徑向扭動(dòng)控制，因而在磁懸浮飛輪等應(yīng)用領(lǐng)域受到了限制。這是由于在磁懸浮飛輪等應(yīng)用場(chǎng)合中，其常常要求飛輪軸向長(zhǎng)度小而徑向長(zhǎng)度大，而現(xiàn)有磁懸浮飛輪，為了實(shí)現(xiàn)徑向平動(dòng)以及徑向扭動(dòng)控制，需成對(duì)使用徑向磁軸承，所以軸向長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，如果軸向磁軸承自身可以進(jìn)行徑向轉(zhuǎn)動(dòng)控制的話，那么徑向磁軸承就可以采用一個(gè)，且只對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行徑向平動(dòng)控制，可大大減小飛輪的軸向尺寸?？傊?，現(xiàn)有軸向磁軸承存在功耗大、且無法進(jìn)行徑向扭動(dòng)控制難以滿足磁懸浮飛輪對(duì)軸向長(zhǎng)度要求的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種功耗低、可進(jìn)行軸向平動(dòng)以及徑向扭動(dòng)控制的永磁偏置軸向磁軸承。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：由定子部分和轉(zhuǎn)子組成，定子部分由4組定子鐵心、永磁體以及線圈組成，4組定子鐵心構(gòu)成整個(gè)圓周方向上的8個(gè)定子鐵心磁極，并沿+X、-X、+Y、-Y方向放置，每個(gè)定子鐵心磁極上繞制有線圈，定子部分與轉(zhuǎn)子之間形成軸向磁氣隙，每組定子鐵心中的兩個(gè)定子鐵心磁極之間放置有弧形永磁體，并且永磁體與每組定子鐵心的兩個(gè)定子鐵心磁極在定子鐵心的軸向外側(cè)形成第二氣隙。

所述的永磁體采用徑向充磁，為了保證電磁磁路不經(jīng)過永磁體且減小永磁體在第二氣隙的磁動(dòng)勢(shì)損失，應(yīng)使第二氣隙磁阻大于2倍軸向磁氣隙磁阻并小于永磁體磁阻。另外，所述的定子鐵心與轉(zhuǎn)子之間形成的軸向磁氣隙為0.2—0.4mm；所述的轉(zhuǎn)子為導(dǎo)磁性能良好的材料制成的推力圓盤，或者為導(dǎo)磁性能良好的材料制成的系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的一部分。所述的定子鐵心采用導(dǎo)磁性能良好的材料疊壓而成。