[發(fā)明專利]一種三自由度隱式洛倫茲力磁軸承

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710220579.6
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN106838004B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉強;趙勇;馬麗梅;丁杰;劉踐豐;吳波;胡燈亮;王偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮(zhèn)勇

本發(fā)明公開了一種三自由度隱式洛倫茲力磁軸承，主要由轉(zhuǎn)子系統(tǒng)和定子系統(tǒng)兩部分組成，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主要包括：外安裝套、外導磁環(huán)、外隔磁環(huán)、外磁鋼、外順磁環(huán)、轉(zhuǎn)盤、內(nèi)安裝套、內(nèi)導磁環(huán)、內(nèi)隔磁環(huán)、內(nèi)磁鋼和內(nèi)順磁環(huán)；定子系統(tǒng)主要包括：定子骨架、鋁基板、繞組和環(huán)氧樹脂膠。本發(fā)明采用磁鋼內(nèi)置的隱式方案提高了氣隙氣密均勻性，通過增加軸向磁鋼和軸向繞組，實現(xiàn)了軸向平動和徑向兩自由度偏轉(zhuǎn)控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非接觸磁懸浮軸承，尤其涉及一種三自由度隱式洛倫茲力磁軸承。

背景技術(shù)

按電磁力產(chǎn)生方式，主動磁軸承可分為磁阻力磁軸承和洛倫茲力磁軸承。前者通過改變磁極繞組電流的大小和方向來產(chǎn)生所需的控制磁通，從而產(chǎn)生相應的懸浮支承力，但其力與電流成平方關(guān)系，經(jīng)線性化后線性范圍仍較窄，控制精度低。后者通過改變放置于恒定磁場中繞組的電流大小和方向來產(chǎn)生所需的懸浮支承力，其力與電流成線性關(guān)系，線性度好，控制精度高。因此洛倫茲力磁軸承更適用于超穩(wěn)超靜磁懸浮慣性執(zhí)行機構(gòu)旋轉(zhuǎn)部件的高精度懸浮控制。

論文《一種磁懸浮陀螺飛輪方案設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)分析》所述的磁懸浮陀螺飛輪，采用了一個三自由度洛倫茲力磁軸承控制轉(zhuǎn)子軸向平動和徑向兩自由度偏轉(zhuǎn)，但其軸向繞組和偏轉(zhuǎn)繞組沿徑向安置于同一氣隙內(nèi)，氣隙寬度一定下，軸向繞組和偏轉(zhuǎn)繞組的總匝數(shù)一定，因此兩種繞組匝數(shù)較少，導致磁軸承軸向平動懸浮剛度和偏轉(zhuǎn)力矩剛度偏低。為提高三自由度洛倫茲力的軸向平動懸浮剛度和偏轉(zhuǎn)力矩剛度，授權(quán)專利201520185424.X提出了一種雙定子三自由度解耦洛倫茲力磁軸承，將軸向繞組和偏轉(zhuǎn)繞組分別放置于軸向氣隙和偏轉(zhuǎn)氣隙內(nèi)，氣隙寬度一定下，增加了繞組線圈匝數(shù)。但其雙定子結(jié)構(gòu)增加了轉(zhuǎn)子徑向尺寸，且其磁鋼位于磁極端部，氣隙邊緣漏磁明顯，降低了磁密均勻度。此外，磁鋼所在圓的半徑較大，整環(huán)磁鋼需采用多塊磁鋼拼接而成，拼接縫隙會引起磁密周向波動，進一步降低了氣隙磁密均勻性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有高磁密均勻性的三自由度隱式洛倫茲力磁軸承。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：