[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

背景技術

除非本文中另行指出，否則本節中描述的材料并非相對于本申請權利要求的現有技術，且不因為包括于本節中而承認其為現有技術。

磁軸承(magnetic?bearing)使用磁懸浮支撐轉子。通常，磁軸承利用電磁體來平衡力。具體地，電磁體調整磁軸承產生的磁場來平衡轉子。也就是說，可以實時調整向電磁體施加的電流來調整磁場，以補償轉子中建立的不穩定。典型地，使用傳感器來檢測轉子相對于靜止電磁體的位置，以確定施加于每個電磁體的電流量，從而調整磁場。在一些應用中，可能優選磁軸承，因為磁軸承能夠以高于傳統軸承的速度進行操作。由于在幾乎無摩擦的環境中操作，磁軸承通常不會遭受摩擦引起的磨損。

附圖說明

根據以下說明和所附權利要求，結合附圖，本公開的前述和其他特征將更加清楚。在認識到這些附圖僅僅示出了根據本公開的一些實施例且因此不應被認為是限制本公開范圍的前提下，通過使用附圖以額外的特征和細節來描述本公開，其中：

在附圖中：

圖1是一些示例磁軸承的示意圖；

圖2是示出用于調整磁軸承中磁場的一些示例系統200的框圖；

圖3是示出利用磁軸承平衡轉子的一些示例方法的流程圖；以及

圖4是示出一些示例方法的流程圖；

以上附圖全部根據本文所述的至少一些實施例來布置。

發明內容

本公開描述了一種用于平衡轉子的磁軸承。一些示例磁軸承可以包括安裝在支撐結構上的多個電致動器。多個電致動器中的每一個可以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。多個電致動器中的每一個的電活性材料可以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。鐵磁材料層可以固定到每個相應電致動器的第一電極的表面。每個鐵磁材料層可以被配置為在電活性材料響應于電壓差發生形變時相對于轉子移動，并且移動鐵磁材料層會導致對磁軸承中的磁場進行調整。

本公開描述了一種影響磁軸承中的磁場的系統。一些示例系統包括磁軸承，所述磁軸承包括多個電致動器，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。相應的鐵磁材料層可以固定到每個第一電極的表面。每個電致動器的電活性材料可以被配置為響應于每個相應第一電極和第二電極間提供的第一電壓差而發生形變，從而使每個相應鐵磁材料層移動到第一位置，并影響磁軸承中的磁場。測量電路可以與磁軸承耦合。測量電路可以被配置為測量多個電致動器中的每一個的電容。微控制器可以與磁軸承耦合。微控制器可以被配置為接收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。電源可以與磁軸承和微控制器耦合。電源可以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，在每個相應第一電極和第二電極間提供第二電壓差，從而使每個相應鐵磁材料層移動到第二位置，并影響磁軸承中的磁場。

本公開描述了一種用于利用磁軸承來平衡轉子的方法。一些示例方法可以包括：在多個電致動器中的相應電致動器上施加第一電壓，所述相應電致動器具有固定到其表面的鐵磁材料層。可以以第一電平施加第一電壓。響應于第一電壓，每個電致動器可以收縮或膨脹，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。該方法還可以包括：測量多個電致動器中的每一個的電容，并確定每個相應第一電壓的調整后水平。調整后水平可以是相應電致動器的測量電容的函數。該方法還可以包括：在多個電致動器中的相應電致動器上施加相應第二電壓。第二電壓可以處于調整后水平。響應于第二電壓，每個電致動器可以收縮或膨脹，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。

前述發明內容僅是說明性的，且不意在以任何方式進行限制。除了上述說明性方案、實施例和特征之外，通過參考附圖和以下具體實施方式，其他方案、實施例和特征將變得清楚。

具體實施方式

在以下詳細說明中，參考了作為詳細說明的一部分的附圖。在附圖中，類似符號通常表示類似部件，除非上下文另行指明。具體實施方式部分、附圖和權利要求書中記載的示例性實施例并不是限制性的。在不脫離在此所呈現主題的精神或范圍的情況下，可以利用其他實施例，且可以進行其他改變。應當理解，在此一般性記載以及附圖中圖示的本公開的各方案可以按照在此明確和隱含公開的多種不同配置來設置、替換、組合、分割和設計。