[發明專利]一種磁懸浮軸向軸承及轉子軸向載荷測定方法

在審

• 申請號: 202010055180.9
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111156251A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 付建偉;沙宏磊;俞天野;潘洪濤;董麗佳;劉萬虎;韓景超;李凱;趙運磊;衣存宇
• 申請（專利權）人: 天津飛旋科技有限公司
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04;G01L5/00
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 楊正律

本發明提供了一種磁懸浮軸向軸承及轉子軸向載荷測定方法，包括后軸向軸承鐵芯及前軸向軸承鐵芯；后軸向軸承鐵芯上設有后軸向軸承線圈，前軸向軸承鐵芯上設有前軸向軸承線圈，后軸向軸承線圈與前軸向軸承線圈之間設有磁懸浮轉子；后軸向軸承控制單元對后軸向軸承線圈供電連接，前軸向軸承控制單元對前軸向軸承線圈供電連接。本發明一種磁懸浮軸向軸承及轉子軸向載荷測定方法，基于在磁懸浮軸向軸承內設置采集磁懸浮轉子軸向位置變化量的軸向傳感器，可以實現對磁懸浮轉子軸向載荷的測定。

技術領域

本發明屬于磁懸浮電機領域，尤其是涉及一種磁懸浮軸向軸承及轉子軸向載荷測定方法。

背景技術

磁懸浮轉子即采用了磁懸浮軸承作為支撐的轉子部件，磁懸浮軸承通過電磁力作用將轉子懸浮于空中，使轉子與定子之間無直接接觸。與現有的滾珠軸承、滑動軸承相比，磁懸浮軸承不存在機械接觸，轉子可以運行到很高的轉速，具有無機械磨損，能耗低，噪聲小，使用壽命長以及無需潤滑等優點，適用于高速、真空、超凈等特殊應用環境。

在現有技術條件下，壓縮機等透平機械一般在轉子端部懸掛葉輪作為做功部件。轉子軸向載荷一般作為透平機械樣機開發或者在線運行監控的重要考察指標。在現有的采用接觸式軸向軸承的透平機械中，軸向載荷通常是由安裝在軸向軸承座上的力傳感器直接測得，但由于磁懸浮轉子與軸向軸承定子無直接接觸，且作用原理與接觸式軸承完全不同，因此不能將傳統的軸向載荷采集方法用于磁懸浮轉子。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種磁懸浮軸向軸承及轉子軸向載荷測定方法，基于在磁懸浮軸向軸承內設置采集磁懸浮轉子軸向位置變化量的軸向傳感器，可以實現對磁懸浮轉子軸向載荷的測定。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種磁懸浮軸向軸承，包括后軸向軸承鐵芯及前軸向軸承鐵芯；后軸向軸承鐵芯上設有后軸向軸承線圈，前軸向軸承鐵芯上設有前軸向軸承線圈，后軸向軸承線圈與前軸向軸承線圈之間設有磁懸浮轉子；后軸向軸承鐵芯與磁懸浮轉子之間設有軸向間隙，前軸向軸承鐵芯與磁懸浮轉子之間設有軸向間隙；后軸向軸承控制單元對后軸向軸承線圈供電連接，前軸向軸承控制單元對前軸向軸承線圈供電連接；后軸向軸承鐵芯內設有用于采集磁懸浮轉子軸向位置變化量的軸向傳感器。

使用上述的一種磁懸浮軸向軸承，包括：轉子軸向載荷F通過如下公式計算測定：

C是修正系數；K₁是后軸向軸承鐵芯和后軸向軸承線圈的物理參數常數；K₂是前軸向軸承鐵芯和前軸向軸承線圈的物理參數常數；i₁是后軸向軸承線圈中的電流，由后軸向軸承控制單元取得；i₂是前軸向軸承線圈中的電流，由前軸向軸承控制單元取得；S₁₀是后軸向軸承鐵芯與磁懸浮轉子之間的初始間隙值，通過磁懸浮轉子旋轉前由人工測得；S₂₀是前軸向軸承鐵芯與磁懸浮轉子之間的初始間隙值，通過磁懸浮轉子旋轉前由人工測得；ΔL為軸向傳感器實時測得的磁懸浮轉子軸向位置變化量。

進一步的，修正系數C的確定方法如下：

當磁懸浮轉子處于懸浮狀態時，在磁懸浮轉子上施加一個已知數值的軸向載荷F，通過權利要求2轉子軸向載荷F計算公式，可計算得出修正系數C值。

相對于現有技術，本發明一種磁懸浮軸向軸承及轉子軸向載荷測定方法，具有以下優勢：

本發明一種磁懸浮軸向軸承及轉子軸向載荷測定方法，基于在磁懸浮軸向軸承內設置采集磁懸浮轉子軸向位置變化量的軸向傳感器，可以實現對磁懸浮轉子軸向載荷的測定。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。