[發明專利]高速混合磁懸浮軸承

無效

• 申請號: 200910035862.7
• 申請日: 2009-10-09
• 公開（公告）號: CN102042302A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 卓向東
• 申請（專利權）人: 卓向東
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種高速混合磁懸浮軸承，該磁懸浮軸承是由徑向永磁懸浮結構與軸向電磁懸浮結構混合組成的磁懸浮軸承。其中兩個軸向充磁磁環同極相對，使兩個同極端面磁場相互干擾，產生向內環形干擾波，兩個小磁環同極相對，同極磁場相互干擾，此時接觸端面外側會產生一個高密度環形干擾波，把小環形高密度干擾波安裝在大環形高密度干擾波的內側，利用上述兩個高密度的環形干擾波相互擠壓，就能夠實現大磁環組對小磁環組的徑向懸浮；小磁環組安裝在主軸上，主軸上還安裝軸向懸浮磁環，在軸向懸浮磁環的一側安裝一個導磁體，與大磁環共同固定在外殼上，導磁體的內側有線圈。這成為一種能夠適應高轉速要求的磁懸浮軸承。屬于磁懸浮技術領域。

背景技術

前面，我們通過試驗獲得了一種高密度干擾波，這種干擾波適用于對稱擠壓，帶動懸浮環實現徑向磁懸浮。但是完全依靠永磁軸向對稱懸浮會影響主軸的徑向懸浮力，所以我們需要利用成熟的主動電控軸向磁懸浮技術，實現轉子的軸向懸浮。同時由于電磁鐵對高速旋轉鐵環產生吸引時，會在鐵環上產生感應磁場，導致吸力改變，致使高速設備燒毀，所以我們用弱磁環替代傳統導磁環，這樣可以阻止感應磁場對電磁鐵懸浮力產生影響，以適應高速旋轉設備的要求。

發明內容

本發明的原理是利用兩個大磁環極性相對排列，使兩個大磁環安裝在外殼上，同極磁場相互干擾，此時兩個磁環內側就會產生一個環形的高密度干擾波；再把兩個小直徑磁環共同安裝在主軸上，使其同極磁場相互干擾，此時接觸端面外側會產生一個與大磁環干擾波同極的小磁環高密度干擾波，磁環之間能夠有間隙；用上述兩個高密度垂直于軸向的環形干擾波相互擠壓，就能夠實現大磁環環組對小磁環組的徑向懸浮；在主軸上還安裝有軸向懸浮磁環，與固定在外殼上的導磁體對應，導磁體內有線圈，通電之后對軸向懸浮磁環產生吸引力。這樣就可以實現主軸徑向、軸向懸浮，同時又能夠克服高轉速狀態下感應磁場的產生，以適應電機的高轉速要求。

現在主動磁懸浮軸承很流行，國內許多著名大學都在做，但是為什么沒有產品出來？因為就是電磁鐵在對圓柱形導磁體進行吸引時，在靜止狀態下，非常牢固。但是當導磁圓柱高速旋轉之后，電磁鐵對導磁圓柱的吸引力就會降低。產生這種現象的原因我們推測應該是導磁圓柱旋轉之后產生了感應電流，進而產生一種不可控制的感應磁場，最后導致10萬轉/分電機燒毀。

而如果我們不吸取這種教訓，使用無磁的導磁體作為軸向懸浮盤，那么在高速旋轉時也會產生感應電流，進而產生感應磁場，這種磁場會導致吸力改變。如果我們把軸向懸浮盤改成帶有磁性的磁環，根據需要調整磁場強度。此時感應電流產生的磁場不會大于磁環本身的磁場。這樣高速旋轉后，電磁鐵對軸向懸浮環的吸力就不會改變。

附圖說明

圖1是本發明的高速混合磁懸浮軸承的徑向剖面構造圖。

圖2是本發明的復雜電磁鐵高速混合磁懸浮軸承的徑向剖面構造圖。

圖3是本發明的鐵盤混合磁懸浮軸承的徑向剖面構造圖。

下面結合附圖對本發明做進一步說明。

圖1中，軸向充磁大磁環(1)、軸向充磁大磁環(2)、軸向充磁小磁環(3)、軸向充磁小磁環(4)、大環形干擾波(5)、小環形干擾波(6)、線圈(7)、導磁體(8)、軸向懸浮磁環(9)、主軸(10)及外殼(11)等組成；大磁環(1)與大磁環(2)同極磁場相對，相互干擾，產生環形干擾波(5)，小磁環(3)與小磁環(4)同極端面相對，磁場相互干擾，產生小環形干擾波(6)；將小環形干擾波(6)安裝在大環形干擾波(5)的內側，兩個小磁環就會自動處于兩個大磁環的中心位置；小磁環(3)、(4)與軸向懸浮環(9)共同安裝在主軸(10)上，導磁體(8)與軸向懸浮磁環(9)對應，線圈(7)安裝在導磁體(8)內。

圖2中，軸向充磁大磁環(1)與軸向充磁大磁環(2)極性相對安裝在外殼(12)內，同極磁場相互干擾，產生高密度大環形干擾波(5)，兩個磁環之間有間隙；軸向充磁小磁環(3)和軸向充磁小磁環(4)安裝在主軸(11)上，同極相對，產生高密度小環形干擾波(6)，兩個磁環之間也有間隙；小環形干擾波(6)安裝在大環形干擾波(5)的內側，帶動兩個小磁環自動位于大磁環的中心；軸向懸浮磁環(9)也安裝在主軸(11)上，導磁體(7)安裝在外殼(12)內，與軸向懸浮磁環(9)對應，線圈(8)安裝在導磁體(7)內；同時導磁體(7)內還安裝了磁環(10)。