[發明專利]一種磁懸浮轉子支撐系統與磁懸浮軸承及偏磁減重裝置

有效

• 申請號: 200910138020.4
• 申請日: 2009-04-26
• 公開（公告）號: CN101771308A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 張玉寶
• 申請（專利權）人: 張玉寶
• 主分類號: H02K7/09
• 分類號: H02K7/09;H02N15/00;F16C32/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種單自由度磁懸浮轉子支撐系統，由設置在同一運動機構當中，至 少一個吸引型軸向磁懸浮軸承與至少兩個吸引型徑向磁懸浮軸承所組成；每個 磁懸浮軸承的動子部和定子部，分別固定于組成系統的旋轉體和旋轉體的承托 部上，并通過氣隙構成非機械接觸的可轉動連接；吸引型軸向磁懸浮軸承和吸 引型徑向磁懸浮軸承，包含：電磁型、永磁型和具有永磁與電磁兩種特征的混 合型磁懸浮軸承；在單自由度磁懸浮轉子支撐系統當中，具有徑向氣隙的電動 機或發電機，可視為吸引型軸向磁懸浮軸承，它們包含了電工領域中所有的交 直流電動機或交直流發電機；具有軸向氣隙的電動機或發電機，可視為吸引型 徑向磁懸浮軸承；為了避免單邊拉力的產生，這種被視為吸引型徑向磁懸浮軸 承的電動機或發電機，與其它類型的吸引型徑向磁懸浮軸承一樣，均以雙邊型 的結構出現在系統之內；無論何種類型的磁懸浮軸承，只要它們功能相同，就 可以根據設計空間的需要，進行相互間的替代和置換；所述吸引型軸向磁懸浮 軸承的可轉動部分和非轉動部分采用的是徑向結構，吸引型徑向磁懸浮軸承的 可轉動部分和非轉動部分采用的是軸向結構，其特征是：所述單自由度磁懸浮 轉子支撐系統當中的磁懸浮軸承，包含以下類型：

【1】吸引型軸向磁懸浮軸承類：

A、電磁吸引型軸向磁懸浮軸承，它是由設置在旋轉體承托部上具有徑向 口環形凹槽及被該徑向口環形凹槽所界定出的前后環形磁軛和設置在徑向口環 形凹槽內的電磁線圈所構成具有環形凸極的初級鐵心與設置在旋轉體上并具有 徑向口的淺槽型環形凹槽及被該徑向口淺槽型環形凹槽所界定出的前后環形磁 軛所構成具有淺槽型環形凸極的次級鐵心所組成；具有環形凸極的初級鐵心與 具有淺槽型環形凸極的次級鐵心通過徑向氣隙相互對正并使兩者所述的前后環 形磁軛的極面寬度相同；

B、全永磁吸引型軸向磁懸浮軸承；它是由分別設置在旋轉體和旋轉體承 托部上，并具有相同結構的永磁動子部和永磁定子部所組成；所述永磁動子部 和永磁定子部，又是分別由兩個或三個相同內外徑規格，并經過輪輻式徑向充 磁的環形永磁體軸向緊密疊加而成，并使各緊密相鄰的環形永磁體之間的磁場 極性互為相反；所述永磁動子部和永磁定子部之間通過徑向氣隙相互對正，以 及使兩者的氣隙磁場成為相互吸引的狀態；為了避免漏磁場的產生，而在永磁 動子部和永磁定子部的非工作氣隙一端，由軟鐵磁軛覆蓋；

【2】吸引型徑向磁懸浮軸承類：

A、電磁吸引型徑向磁懸浮軸承；它是由設置在旋轉體承托部上，并具有 軸向開口的環形凹槽及通過環形凹槽所界定出的內外環形磁軛和設置在環形凹 槽內的電磁線圈所構成具有環形凸極的初級鐵心與設置在旋轉體上，并具有軸 向開口的環形凹槽及被該軸向口環形凹槽所界定出的淺槽型內外環形磁軛所構 成具有環形凸極的次級鐵心所組成；具有環形凸極的初級鐵心與具有淺槽型環 形凸極的次級鐵心通過氣隙相互對正，并使兩者軸向相對應的內外環形磁軛的 極面寬度相等；如果需要將電磁吸引型徑向磁懸浮軸承設置在旋轉體的軸端與 旋轉體承托部之間時，所述的電磁吸引型徑向磁懸浮軸承，則是在旋轉體軸端 所對應的旋轉體承托部上，設置一個由中心主磁極和外圍環形副磁極以及設置 在主、副磁極之間的電磁線圈所構成的初級定子部和具有與初級定子部主、副 磁極直徑相等的旋轉體心軸端面相對應；所述初級定子部和旋轉體心軸端面通 過軸向氣隙對正和具有相互對稱的齒槽界面；

B、全永磁吸引型徑向磁懸浮軸承；它是由分別設置在旋轉體和旋轉體承 托部上，并具有相同結構的永磁動子部和永磁定子部所組成；所述永磁動子部 和永磁定子部，又是分別由兩個或三個不同內徑并經過軸向充磁的環形永磁體 緊密套裝而成；并使緊密接觸的內外環形永磁體的磁場極性互為相反；永磁動 子部和永磁定子部通過軸向氣隙相互對正，以及使兩者的氣隙磁場保持在相互 吸引的狀態；為了避免漏磁場的產生，而在永磁動子部和永磁定子部的非工作 氣隙一端，由軟鐵磁軛覆蓋。