[發明專利]一種三磁路洛倫茲力磁軸承

有效

• 申請號: 201810118697.0
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108374837B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 王衛杰;尹增愿;任元;姚紅;劉通;王盛軍;樊亞洪;劉強
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊航天工程大學
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

本發明公開了一種三磁路洛倫茲力磁軸承，主要由內轉子組件、外轉子組件和定子組件組成，內轉子組件主要包括：內上軸向充磁磁鋼、內中軸向充磁磁鋼、內下軸向充磁磁鋼、內上徑向充磁磁鋼、內下徑向充磁磁鋼、內隔磁環；外轉子組件主要包括：外上軸向充磁磁鋼、外中軸向充磁磁鋼、外下軸向充磁磁鋼、外上徑向充磁磁鋼、外下徑向充磁磁鋼、外隔磁環；定子組件主要包括杯形定子骨架和繞組線圈。軸向整環充磁磁鋼與徑向分塊充磁磁鋼組合工作，將傳統單磁通回路拓撲為三磁通回路，通過兩兩回路磁場疊加達到提升磁場線性度和磁場強度的效果，利用軸向整環充磁磁鋼補償徑向分塊磁鋼拼接處磁場的不連續性，能夠有效降低功耗、提升控制精度。

技術領域

本發明涉及一種磁軸承，尤其涉及一種三磁路洛倫茲力磁軸承。

背景技術

根據電磁力計算和表示方法的不同可以將磁軸承分為磁阻式磁軸承和洛倫茲力磁軸承。前者通過控制磁軸承定子和轉子間的氣隙磁阻大小，改變電磁力大小和方向實現轉子的無接觸懸浮；后者通過放置在恒定磁場中的定子線圈電流的大小和方向，改變電磁力大小和方向，實現轉子懸浮。洛倫茲力磁軸承方案設定后，氣隙磁阻和磁動勢均為恒值，磁密大小和方向不變，線圈有效長度為定值，導電線圈產生的電磁力只與電流有關，且理論上呈線性關系，具有較好的線性度，因而洛倫茲力磁軸承一般適合用于高精度控制。

授權專利ZL 201510146044.X所述的一種外轉子洛倫茲力軸向磁軸承采用單邊磁鋼結構，具有結構簡單、可靠性好的特點。授權專利ZL 201510144912.0所述的一種雙定子三自由度洛倫茲力磁軸承能夠實現軸向平動和徑向兩自由度偏轉控制，且平動控制和偏轉控制間完全解耦，提高了控制性能。授權專利ZL 201510243920.0所述的一種兩自由度洛倫茲力外轉子球面磁軸承采用球殼狀氣隙，轉子可以較大角度偏轉。但上述專利中均采用分塊拼接而成的徑向充磁磁鋼，均為單磁通回路，工作氣隙處磁通密度較小，大大增加了線圈功耗，同時磁鋼拼接處磁場不連續，制約了控制精度的提升。

發明內容

本發明的目的是提供一種三磁路洛倫茲力磁軸承，采用軸向整環充磁磁鋼與徑向分塊充磁磁鋼組合工作的方式，將傳統單磁通回路拓撲為三磁通回路。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的三磁路洛倫茲力磁軸承，主要由內轉子組件、外轉子組件和定子組件三部分組成，所述內轉子組件主要包括：內上軸向充磁磁鋼、內中軸向充磁磁鋼、內下軸向充磁磁鋼、內上徑向充磁磁鋼、內下徑向充磁磁鋼、內隔磁環；所述外轉子組件主要包括：外上軸向充磁磁鋼、外中軸向充磁磁鋼、外下軸向充磁磁鋼、外上徑向充磁磁鋼、外下徑向充磁磁鋼、外隔磁環；所述定子組件主要包括杯形定子骨架和繞組線圈；所述內轉子組件位于定子組件徑向內側，內隔磁環位于內轉子組件的徑向內部，內上軸向充磁磁鋼位于內轉子組件徑向外部上端，內中軸向充磁磁鋼位于內轉子組件徑向外部中間，內下軸向充磁磁鋼位于內轉子組件徑向外部下端，內上徑向充磁磁鋼位于內轉子組件徑向外部、內上軸向充磁磁鋼和內中軸向充磁磁鋼之間，內下徑向充磁磁鋼位于內轉子組件徑向外部、內中軸向充磁磁鋼和內下軸向充磁磁鋼之間；所述外轉子組件位于定子組件徑向外側，外隔磁環位于外轉子組件的徑向外部，外上軸向充磁磁鋼位于外轉子組件徑向內部上端，外中軸向充磁磁鋼位于外轉子組件徑向內部中間，外下軸向充磁磁鋼位于外轉子組件徑向內部下端，外上徑向充磁磁鋼位于外轉子組件徑向內部、外上軸向充磁磁鋼和外中軸向充磁磁鋼之間，外下徑向充磁磁鋼位于外轉子組件徑向內部、外中軸向充磁磁鋼和外下徑向充磁磁鋼之間。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明實施例提供的三磁路洛倫茲力磁軸承，由于采用軸向整環充磁磁鋼與徑向分塊充磁磁鋼組合工作的結構方案，將傳統單磁通回路拓撲為三磁通回路，通過兩兩回路磁場疊加達到提升磁場線性度和磁場強度的效果，利用軸向整環充磁磁鋼補償徑向分塊磁鋼拼接處磁場的不連續性，能夠有效降低洛倫茲力磁軸承的功耗、提升控制精度。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的三磁路洛倫茲力磁軸承的旋轉剖視圖；