[發明專利]電致動磁軸承

有效

• 申請號: 201080067598.6
• 申請日: 2010-06-21
• 公開（公告）號: CN102947606A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 塞思·米勒
• 申請（專利權）人: 英派爾科技開發有限公司
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04;F16C39/06;H02K7/09
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

1.一種用于平衡轉子的磁軸承，所述磁軸承包括：

支撐結構；

安裝在支撐結構上的多個電致動器，所述多個電致動器中的每一個包括間隔開的第一電極和第二電極以及位于第一電極和第二電極之間的電活性材料，其中所述多個電致動器中的每一個的電活性材料被配置為響應于第一電極與第一電極之間的電壓差而發生形變；以及

多個鐵磁材料層，每個鐵磁材料層固定到相應電致動器的第一電極的表面，每個鐵磁材料層被配置為在電活性材料響應于電壓差而發生形變時相對于轉子移動，其中移動鐵磁材料層導致對磁軸承中的磁場進行調整。

2.根據權利要求1所述的磁軸承，其中每個電致動器能夠被單獨尋址。

3.根據權利要求2所述的磁軸承，其中針對每個電致動器，每個電致動器各自的第一電極和第二電極之間的電壓差是不同的。

4.根據權利要求1所述的磁軸承，其中第一電極包括金薄層、導電有機聚合物、碳納米管復合材料或其組合之一。

5.根據權利要求1所述的磁軸承，其中電活性材料包括壓電陶瓷、壓電聚合物、和/或介電彈性體中至少之一。

6.根據權利要求1所述的磁軸承，其中鐵磁材料層包括厚度小于約10微米的鐵磁材料薄膜。

7.根據權利要求1所述的磁軸承，其中鐵磁材料層以柔性粘合劑固定于頂電極。

8.一種用于影響磁軸承中的磁場的系統，所述系統包括：

磁軸承，所述磁軸承包括多個電致動器，所述多個電致動器中的每一個包括間隔開的第一電極和第二電極以及位于二者之間的電活性材料，相應的鐵磁材料層固定到每個第一電極的表面，每個電致動器的電活性材料被配置為響應于在各自相應的第一電極和第二電極間提供的第一電壓差而發生形變，從而使各自相應的鐵磁材料層移動到第一位置，并影響磁軸承中的磁場；

與磁軸承耦合的測量電路，被配置為測量所述多個電致動器中的每一個的電容；

與磁軸承耦合的微控制器，被配置為接收所述多個電致動器中的每一個的測量電容，并產生調整后的激勵信號；以及

與磁軸承和微控制器耦合的電源，被配置為接收調整后的激勵信號，并響應于接收調整后的激勵信號，在各自相應的第一電極和第二電極間提供第二電壓差，從而使各自相應的鐵磁材料層移動到第二位置，并影響磁軸承中的磁場。

9.根據權利要求8所述的系統，其中每個電致動器的電活性材料被配置為響應于第一電極和第二電極間的第二電壓差而發生形變，從而使相應的鐵磁材料層相對于轉子移動，因而調整磁軸承中磁場的形狀或強度。

10.根據權利要求9所述的系統，其中每個電活性材料能夠被單獨尋址，以及相應第二水平的各自相應的電參數幾乎同時被施加于各自相應的第一電極。

11.根據權利要求10所述的系統，其中針對每個電致動器，各自相應的第一電極和第二電極間的第一電壓差是不同的。

12.根據權利要求10所述的系統，其中針對每個電致動器，各自相應的第一電極和第二電極之間的第二電壓差是不同的。

13.根據權利要求8所述的系統，其中電活性材料包括壓電陶瓷、壓電聚合物、和/或介電彈性體中至少之一。

14.根據權利要求8所述的系統，其中鐵磁材料層包括厚度小于約10微米的鐵磁材料薄膜。

15.一種利用磁軸承來平衡轉子的方法，所述方法包括：

在多個電致動器中的相應電致動器上施加相應的第一電壓，所述相應電致動器具有固定到其表面的鐵磁材料層，所述第一電壓處于第一水平，響應于第一電壓，每個電致動器收縮或膨脹，從而使相應固定的鐵磁材料層相對于轉子移動，因而影響磁軸承中的磁場；

測量所述多個電致動器中的每一個的電容；

確定各自相應的第一電壓的調整后水平，調整后水平是相應電致動器的測量電容的函數；以及

在所述多個電致動器中的相應電致動器施加相應的第二電壓，所述第二電壓處于調整后水平，響應于第二電壓，每個電致動器收縮或膨脹，從而使相應固定的鐵磁材料層相對于轉子移動，以改變磁軸承中磁場的形狀和/或強度。

16.根據權利要求15所述的方法，其中每個電致動器能夠被單獨尋址。