[發(fā)明專利]一種磁軸承

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910432947.2
• 申請(qǐng)日: 2019-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN110131313B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉澤遠(yuǎn);張騰飛;陳軼涵;郭鴻浩;鞏飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): F16C32/04
• 分類號(hào): F16C32/04
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;范青青

本發(fā)明公開了一種磁軸承，包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子、第一徑向定子和第二徑向定子；第二徑向定子沿圓周方向均勻分布于第一徑向定子與轉(zhuǎn)子之間；第一徑向定子沿徑向向內(nèi)延伸有八個(gè)第一徑向齒，每?jī)蓚€(gè)第一徑向齒一對(duì)共計(jì)形成四個(gè)第二徑向定子安裝槽；第二徑向定子與第一徑向定子、第一徑向齒之間均填充有非導(dǎo)磁材料；第二徑向定子包括一個(gè)第一寬齒和兩個(gè)第一窄齒，兩第一窄齒對(duì)稱分布于所述第一寬齒的兩側(cè)。本發(fā)明提供的磁軸承具有集成度高、解耦性能好、偏置磁通調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁軸承，屬于軸承技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

磁懸浮軸承具有無摩擦、無磨損、無需密封潤(rùn)滑、高速度、精度高、壽命長(zhǎng)及維護(hù)成本低等優(yōu)良特性，可有效解決高速電機(jī)的軸承支撐問題。根據(jù)懸浮力是否可主動(dòng)控制，磁軸承通常可分為被動(dòng)型和主動(dòng)型兩種類型。主動(dòng)型磁軸承可通過控制定、轉(zhuǎn)子間電磁力以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的懸浮，在高速電機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。根據(jù)偏置磁場(chǎng)建立方式，主動(dòng)型磁軸承可分為電磁型與混合型。混合型磁軸承的偏置磁通由永磁體產(chǎn)生，承載能力大、剛度可調(diào)、控制靈活且功率密度高，在高速、高功率密度場(chǎng)合應(yīng)用廣泛。

然而，傳統(tǒng)的混合型磁軸承的永磁偏置磁通不可調(diào)節(jié)，僅能通過控制懸浮控制磁通來調(diào)節(jié)合成磁通，因此存在固有剛度改善不大、臨界轉(zhuǎn)速不高、設(shè)計(jì)困難且制造裝配難度高等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種磁軸承，具有集成度高、解耦性能好、偏置磁通調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提供的一種磁軸承，包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子、第一徑向定子和第二徑向定子；

所述第一徑向定子呈環(huán)形，與所述轉(zhuǎn)軸同軸線設(shè)置；所述轉(zhuǎn)子套設(shè)于轉(zhuǎn)軸上，與轉(zhuǎn)軸一同設(shè)于第一徑向定子內(nèi)；

所述第二徑向定子設(shè)有四個(gè)，沿圓周方向均勻分布于第一徑向定子與轉(zhuǎn)子之間；所述第一徑向定子沿徑向向內(nèi)延伸有八個(gè)第一徑向齒，每?jī)蓚€(gè)第一徑向齒一對(duì)共計(jì)形成四個(gè)第二徑向定子安裝槽；所述第二徑向定子與第一徑向定子、第一徑向齒之間均填充有非導(dǎo)磁材料；

所述第二徑向定子呈E型，包括一個(gè)第一寬齒和兩個(gè)第一窄齒，兩第一窄齒對(duì)稱分布于所述第一寬齒的兩側(cè)；所述第一窄齒與相鄰的第一徑向齒連同其間填充的非導(dǎo)磁材料構(gòu)成第一復(fù)合齒；

所述第一復(fù)合齒上繞有徑向懸浮線圈，相對(duì)的兩個(gè)第二徑向定子上的徑向懸浮線圈串聯(lián)，構(gòu)成兩個(gè)徑向懸浮繞組；所述第一寬齒上繞有徑向偏置線圈，所有徑向偏置線圈串聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)徑向偏置繞組；

或者，

所述第一復(fù)合齒上繞有徑向偏置線圈，所有徑向偏置線圈串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)徑向偏置繞組；所述第一寬齒上繞有徑向懸浮線圈，相對(duì)的兩個(gè)第二徑向定子上的徑向懸浮線圈串聯(lián)，構(gòu)成兩個(gè)徑向懸浮繞組。

進(jìn)一步的，所述磁軸承還包括環(huán)形磁導(dǎo)軛，所述套設(shè)于所述第一徑向定子上。

進(jìn)一步的，所述環(huán)形磁導(dǎo)軛的兩端嵌裝有軸向定子，所述軸向定子沿軸向方向開設(shè)有供所述轉(zhuǎn)軸穿出的通孔，沿通孔周邊向內(nèi)延伸有環(huán)形齒，所述環(huán)形齒與轉(zhuǎn)子間隙配合；所述環(huán)形齒上繞有軸向懸浮線圈，兩軸向懸浮線圈串聯(lián)構(gòu)成一軸向懸浮繞組。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子的兩端還分別設(shè)有一個(gè)軸向力永磁定子和一個(gè)軸向力電磁定子；

所述軸向力永磁定子呈環(huán)形，嵌裝于環(huán)形磁導(dǎo)軛內(nèi)；所述軸向力電磁定子設(shè)有四個(gè)，沿圓周方向均勻分布于所述軸向力永磁定子內(nèi)；所述軸向力永磁定子沿徑向向內(nèi)延伸有八個(gè)第二徑向齒，每?jī)蓚€(gè)第二徑向齒一對(duì)共計(jì)形成四個(gè)軸向力電磁定子安裝槽；所述軸向力電磁定子與軸向力永磁定子、第二徑向齒之間均填充有非導(dǎo)磁材料；

所述軸向力電磁定子呈E型，包括一個(gè)第二寬齒和兩個(gè)第二窄齒，兩第二窄齒對(duì)稱分布于所述第二寬齒的兩側(cè)；所述第二窄齒與相鄰的第二徑向齒連同二者之間填充的非導(dǎo)磁材料構(gòu)成第二復(fù)合齒；