[發明專利]一種低功耗大承載力的三相永磁偏置徑向磁懸浮軸承

在審

• 申請號: 201910029907.3
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN111434939A
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 牛凱;付江寒;石忠東
• 申請（專利權）人: 北京精雕科技集團有限公司
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種三相永磁偏置徑向磁懸浮軸承，旨在提供一種藕合程度小，承載力大，損耗低，力?電流曲線線性度好的三相永磁偏置徑向磁懸浮軸承。由定子鐵芯、轉子鐵芯、轉軸、切向永磁體、徑向永磁體和勵磁線圈組成，轉軸、轉子鐵芯、定子鐵芯由內向外依次分布，定子鐵芯與轉子鐵芯之間設置有空氣隙；定子鐵芯的六個定子齒組成六個定子磁極沿圓周均勻分布，每個定子磁極均繞制有勵磁線圈，定子磁極相間構成定子槽；每個定子槽的槽口處均嵌設有切向充磁的切向永磁體；每個定子磁極的中部均還設置有徑向充磁的徑向永磁體，并在徑向永磁體兩側設置漏磁氣隙，漏磁氣隙與定子槽之間形成漏磁橋。

技術領域

本發明涉及一種非接觸磁軸承，特別涉及一種低功耗大承載力的三相永磁偏置徑向磁懸浮軸承。

背景技術

磁懸浮軸承憑借其無接觸、不需要潤滑和密封、振動小、使用壽命長、維護費用低等特點，在具有超高速，高剛度，低摩擦功耗，無磨損，長壽命等要求的領域得到了越來越廣泛的應用。三相磁懸浮軸承作為一種永磁偏置式磁懸浮軸承，不僅具有損耗小、成本低的特點，而且其繞組排列與三相交流電機相似，能夠和通用的三相六橋臂變頻器共用硬件結構，控制簡單，應用成本低。目前，應用較多的三相磁懸浮軸承結構如圖1所示，電磁磁路不穿過永磁體，磁動勢損失小，體積小、功耗低，但是由于電磁磁路和永磁磁路在定子鐵芯的軛部和齒部相互耦合，加重了定子鐵芯軛部和齒部的飽和現象，限制了峰值承載能力；并且該結構同一時刻只有一半數目的磁極在工作，另一半磁極只在轉子偏心時產生較少的承載力，極大地降低了軸承的承載力密度；另外，該軸承結構還是一個非對稱結構，容易造成力-電流曲線的線性度不佳。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種藕合程度小，承載力大，損耗低，力-電流曲線線性度好的三相永磁偏置徑向磁懸浮軸承。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：一種低功耗大承載力的三相永磁偏置徑向磁懸浮軸承，由定子鐵芯、轉子鐵芯、轉軸、切向永磁體、徑向永磁體和勵磁線圈組成，轉軸、轉子鐵芯、定子鐵芯由內向外依次分布，定子鐵芯與轉子鐵芯之間設置有空氣隙；定子鐵芯的六個定子齒組成六個定子磁極沿圓周均勻分布，每個定子磁極均繞制有勵磁線圈，定子磁極相間構成定子槽；每個定子槽的槽口處均嵌設有切向充磁的切向永磁體；每個定子磁極的中部均還設置有徑向充磁的徑向永磁體，并在徑向永磁體兩側設置漏磁氣隙，漏磁氣隙與定子槽之間形成漏磁橋。

上述一種低功耗大承載力的三相永磁偏置徑向磁懸浮軸承，所述切向永磁體的截面形狀為矩形，每相鄰兩個切向永磁體的極性相反。

上述一種低功耗大承載力的三相永磁偏置徑向磁懸浮軸承，所述徑向永磁體的截面形狀可以為矩形也可以為弧形，并且每相鄰兩個徑向永磁體的極性相反。

上述一種低功耗大承載力的三相永磁偏置徑向磁懸浮軸承，所述徑向永磁體與相鄰切向永磁體“面對面”的極性相同。

上述一種低功耗大承載力的三相永磁偏置徑向磁懸浮軸承，所述徑向永磁體的最小寬度為零。

上述一種低功耗大承載力的三相永磁偏置徑向磁懸浮軸承，所述勵磁線圈組成三相對稱繞組。

上述一種低功耗大承載力的三相永磁偏置徑向磁懸浮軸承，所述定子鐵芯，轉子鐵芯由高導磁率軟磁材料沿軸向疊壓制成，高導磁率軟磁材料包括但不限于硅鋼片、1J22以及1J50。

上述一種低功耗大承載力的三相永磁偏置徑向磁懸浮軸承，所述定子鐵芯的軸端兩側分別設置有非導磁端板，通過鉚釘與定子鐵芯鉚接在一起，并采用環氧樹脂填充間隙的方式固化為一體。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

1、六個磁極的場強在同一時刻同時發生強弱變化而產生承載力，承載力大；