[實用新型]五自由度交流磁軸承支承的高速電主軸系統

無效

• 申請號: 200820216117.3
• 申請日: 2008-11-28
• 公開（公告）號: CN201307809Y
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 鄔清海;朱熀秋;諸德宏
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02K7/09
• 分類號: H02K7/09;F16C32/04;H02N15/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

1、五自由度交流磁軸承支承的高速電主軸系統，包括壓裝在鋼筒中的交直流三自由度主動磁軸承(25)、高速主軸電機(26)、交流二自由度主動磁軸承(27)、轉軸(3)、右端蓋(1)和左端蓋(21)，其特征在于，高速主軸電機(26)安裝在轉軸(3)上，所述的交直流三自由度主動磁軸承(25)和交流二自由度主動磁軸承(27)分別安裝在高速主軸電機(26)左右兩側；軸向位移傳感器探頭(2)安裝在右端蓋(1)上，處于轉軸(3)的軸心線上，檢測轉軸(3)的軸向位移；徑向輔助軸承(4)固定在右端蓋(1)中；右端4個徑向位移傳感器探頭(61)沿圓周均勻分布、固定在右端蓋(1)與交直流三自由度主動磁軸承(25)之間的右端傳感器支架(51)上，檢測轉軸(3)右端徑向2個自由度的位移；高速主軸電機(26)左右兩側分別安裝有限位套筒(122)和限位套筒(121)，限位套筒(122)左端緊靠交流二自由度主動磁軸承(27)，限位套筒(121)右端緊靠交直流三自由度主動磁軸承(25)；左端傳感器支架(52)緊靠左端蓋(21)，左端4個徑向位移傳感器探頭(62)沿圓周均勻分布、固定在左端傳感器支架(52)上，檢測轉軸(3)左端徑向2個自由度的位移；在交流二自由度主動磁軸承(27)與左端傳感器支架(52)之間安裝有限位套筒(123)進行限位；徑向-軸向輔助軸承(20)安裝在左端蓋(21)中。

2、五自由度交流磁軸承支承的高速電主軸系統，包括壓裝在鋼筒中的高速主軸電機(26)、兩個交流二自由度主動磁軸承(27)、軸向主動磁軸承(28)、轉軸(3)、右端蓋(1)和左端蓋(21)，其特征在于，高速主軸電機(26)安裝在轉軸(3)上，所述兩個交流二自由度主動磁軸承(27)分別安裝在高速主軸電機(26)左右兩側，所述軸向主動磁軸承(28)安裝在右側的交流二自由度主動磁軸承(27)的右側；徑向輔助軸承(4)和徑向-軸向輔助軸承(20)分別安裝在右端蓋(1)和左端蓋(21)中；軸向位移傳感器探頭(2)安裝在右端蓋(1)上，處于轉軸(3)的軸心線上，檢測轉軸(3)的軸向位移；軸向主動磁軸承(28)緊靠右端蓋(1)安裝，其左側為右端傳感器支架(51)，右端4個徑向位移傳感器探頭(61)沿圓周均勻分布、固定在右端傳感器支架(51)上，檢測轉軸(3)右端徑向2個自由度的位移；右端的交流二自由度主動磁軸承(27)左右兩側分別有限位套筒(121)和限位套筒(124)，限位套筒(124)右端緊靠右端傳感器支架(51)，限位套筒(121)左端緊靠高速主軸電機(26)；左端的交流二自由度主動磁軸承(27)左右兩側分別有限位套筒(123)和限位套筒(122)，限位套筒(122)右端緊靠高速主軸電機(26)，限位套筒(123)左端緊靠左端傳感器支架(52)，左端4個徑向位移傳感器探頭(62)沿圓周均勻分布、固定在左端緊靠左端蓋(21)的左端傳感器支架(52)上，檢測轉軸(3)左端徑向2個自由度的位移。

3、根據權利要求1所述的高速電主軸系統，其特征在于，所述交直流三自由度主動磁軸承(25)包括三自由度磁軸承轉子(7)、三自由度磁軸承徑向控制線圈(8)、三自由度磁軸承徑向定子(9)、三自由度磁軸承軸向控制線圈(10)和三自由度磁軸承軸向定子(11)；所述三自由度磁軸承轉子(7)由圓環形硅鋼片疊壓而成，套裝在系統共用的轉軸(3)上；所述三自由度磁軸承軸向定子(11)采用2片×3極的雙片式六極結構，左右兩側每片三自由度磁軸承軸向定子(11)具有沿圓周均勻分布的3個三自由度磁軸承軸向定子磁極(111、112、113)，3個三自由度磁軸承軸向定子磁極(111、112、113)與三自由度磁軸承轉子(7)之間形成軸向氣隙；左右2個三自由度磁軸承軸向控制線圈(10)分別緊靠左右2片軸向定子(11)，置于內側，通電產生三自由度磁軸承軸向控制磁通(25)；三自由度磁軸承徑向定子(9)具有3個沿圓周均勻分布的三自由度磁軸承徑向定子磁極(91、92、93)，每個三自由度磁軸承徑向定子磁極(91、92、93)均處于軸向相對的2個三自由度磁軸承軸向定子磁極(111、112、113)之間，3個三自由度磁軸承徑向定子磁極(91、92、93)與三自由度磁軸承轉子(7)之間形成徑向氣隙；3個三自由度磁軸承徑向控制線圈(8)繞在3個三自由度磁軸承徑向定子磁極(91、92、93)上，采用三相交流功率逆變器驅動控制，以產生三自由度磁軸承徑向控制磁通(26)。