[发明专利]有异性相斥悬浮和干扰波径向悬浮结构的磁悬浮轴承

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种有异性相斥悬浮和干扰波径向悬浮结构的磁悬浮轴承，是异性相斥轴向悬浮结构和干扰波径向悬浮结构结合起来，实现完全悬浮的磁悬浮轴承。属于磁悬浮技术领域。

背景技术

异性相斥轴向磁悬浮结合是我们过去试验成功的一种大功率轴向磁悬浮轴承结构；永磁干扰波结构是我们试验成功的一种径向磁悬浮结构。但是过去这两种结构始终没有有机的结合起来，所以大功率的磁悬浮轴承一直没有试验成功。

发明内容

本发明的原理是，在轴向悬浮中，利用异性相斥基础架构，实现轴承的轴向悬浮；利用永磁干扰波径向悬浮结构中的中间磁环不小，降低中间磁环的高度和与两侧磁环的接触面积，使整体在产生永磁干扰波的同时，不影响异性相斥结构发挥作用，这样就实现轴承的完全悬浮。

在去除中间小磁环的情况下，使两个大磁环之间保持空隙，同样能够实现径向悬浮，但是此时的径向悬浮力比较弱。

如果把外侧磁环和内侧悬浮环都当作整体磁环，就能够把这种整体磁环做成锥形环，这种锥形结构不会影响异性相斥和径向悬浮效果。磁环及导磁体本身的锥形、凸凹形及梯形等机械结构变化，不会影响异性相斥悬浮和径向悬浮效果。

附图说明

图1是本发明的异性相斥结构的径向剖面构造图。

图2是本发明的缩小中间环高度和截面积，产生径向环形永磁干扰波的径向剖面构造图。

图3是本发明的多级磁悬浮结构的径向剖面构造图。

下面结合附图对本发明做进一步说明

图1中，小磁环(1)、小磁环外侧的轴向磁场(2)、大磁环(3)及大磁环内侧的轴向磁场(4)等；小磁环(1)与大磁环(3)反极相对，同心排列，小磁环外侧的轴向磁场(2)与小磁环(1)的充磁方向相反，与大磁环(3)的端面磁场相对；大磁环内侧的轴向磁场(4)与大磁环(3)的充磁方向相反，与小磁环(1)的端面磁场相对。

这样就实现两个侧向磁场与两个端面磁场极性相同，相互挤压的状况，实现两个磁环的轴向悬浮。磁环本身出现的穿孔、倒角、凸凹或锥形等机械结构不会，不会影响轴向悬浮效果。

图2中，两侧大磁环(1)充磁方向相同，平行排列；辅助产生干扰波的小环形磁块(2)与两个大磁环(1)充磁方向相反，外径小于大磁环(1)的外径，安装在两个大磁环(1)端面之间，此时环形永磁干扰波(3)从两侧大磁环(1)的侧面发出，同时小磁环(2)侧面的侧向磁场凹陷入两个大磁环(1)的端面内。

两个磁环(1)在形状相同时和形状不相同时都不影响永磁干扰波(3)的产生。如果去掉中间小磁环(2)，大磁环(1)外侧同样有永磁波产生，但是由于两个磁环端面没有阻碍，所以磁场内部消耗非常多，径向悬浮载荷就低。此时需要增加体积才能达到径向载荷要求。上述结构可以首位相接，串联排列成多级结构。

图3中，两个大环形磁块(1)充磁方向相同，干扰波磁环(3)的充磁方向与两个大环形磁块(1)的充磁方向相反，内径大于磁环(1)的内径；安装在两个磁环(1)端面之间；干扰波磁环(3)的两侧有导磁环(5)；两个悬浮磁环(2)与两个大环形磁块(1)的磁场方向相同，套在两个大环形磁块(1)内侧；锥形干扰波磁环(4)与干扰波磁环(3)的充磁方向，外径小于磁环(2)的外径，安装在两个悬浮磁环(2)端面之间；干扰波磁环(4)的两侧有导磁环(6)。

当干扰波磁环(3)的外径大于两个大环形磁块(1)的外径时，有利于提高磁环(3)的磁稳定性，防止过快退磁。同样锥形磁环(4)的内径小于磁环(2)的内径时，也能够提高磁稳定性。

当干扰波磁环(3)的两侧与两个大环形磁块(1)端面之间有间隙时，可以在间隙中安装导磁环(5)或不导磁环，间隙中也可以是空的，这样同样能够延长磁环(3)的衰退时间。

当上述磁环是由磁块拼接而成时，与整体环形结构的功效相同，都能够产生径向悬浮磁场和反极相斥磁场。

当磁环(3)用多块充磁方向向内的组合磁环替代时，磁环(1)的内侧同样能够产生径向悬浮磁场；当把干扰波磁环(3)替换成导磁体时，整体结构的悬浮性能不会改变。

在上述排列组合结构中，外磁环组和内磁环组中，磁环的数量可以不同。

除以上实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换、等效变形形成的用于电机的永磁干扰波，其技术方案均落在本发明的保护范围内。