[實(shí)用新型]一種E型結(jié)構(gòu)電磁型徑向磁軸承

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920546643.4
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN209892624U
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏明霞
• 申請（專利權(quán)）人: 南京埃克銳特機(jī)電科技有限公司
• 主分類號(hào): F16C32/04
• 分類號(hào): F16C32/04
• 代理公司: 32200 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 朱小兵

本實(shí)用新型公布了一種E型結(jié)構(gòu)電磁型徑向磁軸承，其定子由四個(gè)E型結(jié)構(gòu)和四個(gè)隔磁板組成，且E型結(jié)構(gòu)與隔磁板交替布置，轉(zhuǎn)子為圓柱結(jié)構(gòu)；每個(gè)E型結(jié)構(gòu)的齒數(shù)為3，包括1個(gè)寬齒和2個(gè)窄齒，且寬齒處于2個(gè)窄齒的中間；每個(gè)E型結(jié)構(gòu)的寬齒與其2個(gè)窄齒間的夾角相等；每個(gè)隔磁板與相鄰的兩個(gè)窄齒緊密布置，并構(gòu)成一個(gè)組合齒；每個(gè)組合齒上繞有1個(gè)偏置線圈，每個(gè)寬齒上繞有1個(gè)徑向懸浮線圈；偏置繞組用于產(chǎn)生偏置磁通，徑向懸浮繞組用于控制懸浮力的大小和方向。本實(shí)用新型兩個(gè)徑向懸浮力結(jié)構(gòu)上自然解耦，控制簡單，且懸浮精度高；偏置磁通調(diào)節(jié)方便，徑向承載力大，固有剛度大；另外由于無永磁體，制造裝配簡單，成本低，且對工作環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種E型結(jié)構(gòu)電磁型徑向磁軸承，屬于磁懸浮軸承領(lǐng)域。

背景技術(shù)

磁懸浮軸承具有無摩擦、無磨損、無需密封潤滑、高速度、精度高、壽命長及維護(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)偏置磁場建立方式，主動(dòng)型磁軸承分為電磁型與混合型。電磁型磁軸承的偏置、控制磁通均由電磁鐵產(chǎn)生，二者利用同一線圈或兩個(gè)獨(dú)立線圈產(chǎn)生，具有承載能力大、剛度可調(diào)和控制靈活等特點(diǎn)，在高溫等惡劣環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種E型結(jié)構(gòu)電磁型徑向磁軸承。所述磁軸承的定子由四個(gè)E型結(jié)構(gòu)和四個(gè)隔磁板組成，每個(gè)E型結(jié)構(gòu)間的磁路相互隔離，故兩個(gè)徑向懸浮力結(jié)構(gòu)上自然解耦；該磁軸承包括兩種繞組類型，一種為偏置繞組，用于產(chǎn)生偏置磁通；另一種為徑向懸浮繞組，用于控制懸浮力的大小和方向；所述磁軸承具有控制簡單、懸浮精度高和適合高速運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)，還因?yàn)闊o永磁體，成本較低。

為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種E型結(jié)構(gòu)電磁型徑向磁軸承，包括定子、轉(zhuǎn)子、偏置線圈和徑向懸浮線圈；

所述定子由4個(gè)E型結(jié)構(gòu)和4個(gè)隔磁板組成，且4個(gè)E型結(jié)構(gòu)和4個(gè)隔磁板交替布置；4個(gè)E型結(jié)構(gòu)均勻分布，空間上相差90°，其中2個(gè)E型結(jié)構(gòu)位于水平方向，剩余2個(gè)E型結(jié)構(gòu)位于豎直方向；每個(gè)E型結(jié)構(gòu)的齒數(shù)為3，包括1個(gè)寬齒和2個(gè)窄齒，且所述寬齒處于2個(gè)窄齒的中間；所述E型結(jié)構(gòu)的寬齒與其2個(gè)窄齒間的夾角相等；每個(gè)所述隔磁板與相鄰的兩個(gè)窄齒緊密布置，并構(gòu)成一個(gè)組合齒，共4個(gè)；

所述轉(zhuǎn)子為圓柱結(jié)構(gòu)，且布置于所述定子內(nèi)；

每個(gè)所述組合齒上繞有1個(gè)偏置線圈，共4個(gè)；4個(gè)所述偏置線圈串聯(lián)形成1個(gè)偏置繞組；

每個(gè)所述寬齒上繞有1個(gè)徑向懸浮線圈，共4個(gè)，其中兩個(gè)徑向懸浮線圈位于水平方向，剩余兩個(gè)徑向懸浮線圈位于豎直方向；位于水平方向的兩個(gè)徑向懸浮線圈反向串聯(lián)，構(gòu)成1個(gè)水平方向徑向懸浮繞組；位于豎直方向的兩個(gè)徑向懸浮線圈反向串聯(lián)，構(gòu)成1個(gè)豎直方向徑向懸浮繞組。

偏置繞組采用恒導(dǎo)通激勵(lì)方式，通過施加直流勵(lì)磁，產(chǎn)生一個(gè)恒定的偏置磁通。兩個(gè)徑向懸浮繞組分別采用雙極性變換器驅(qū)動(dòng)，控制兩個(gè)徑向懸浮繞組電流的大小和方向，以產(chǎn)生任意大小和方向的徑向懸浮力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定懸浮。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提出了一種E型結(jié)構(gòu)電磁型徑向磁軸承，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠達(dá)到如下技術(shù)效果：

（1）無需永磁體，制造裝配簡單，成本低，且對工作環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)；

（2）偏置繞組提供偏置磁通，偏置磁通調(diào)節(jié)方便，徑向承載力大，固有剛度大，適合大功率應(yīng)用場合；

（3）兩個(gè)徑向懸浮力結(jié)構(gòu)上自然解耦，控制簡單，且懸浮精度高，在高速電機(jī)領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢。

附圖說明

圖1是本發(fā)明E型結(jié)構(gòu)電磁型徑向磁軸承的三維結(jié)構(gòu)示意圖。