[发明专利]主动与被动混合型磁悬浮轴承

说明书

技术领域

本发明涉及一种主动与被动混合型磁悬浮轴承，属于磁轴承技术领域。

背景技术

磁轴承又称主动磁悬浮轴承，是一种转子与定子之间没有机械接触的新型高性能轴承。与传统滚珠轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁悬浮轴承利用电磁力作用将转子悬浮于空间，定转子之间不存在机械接触，转子可以达到很高的运转速度，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用高速、真空、超净等特殊环境。可广泛用于机械加工、涡轮机械、航空航天、石油石化、真空技术、能源、转子动力学特性辨识与测试等领域，被公认为极有前途的新型轴承。

传统的磁悬浮轴承的基本结构如图12所示，主要由定子和转子构成，定子包括定子铁心1和控制线圈，控制线圈绕在定子铁心1的齿上，其主要是基于电磁铁的工作原理，利用定转子之间的电磁吸引力使转子悬浮起来的，为此需要在定子控制线圈中通入较大的电流，从而轴承消耗的电功率大，线圈的发热严重；如要实现小电流产生大的悬浮力，必须要减小定转子之间的气隙，这就需要提高轴承的工作精度。同时，该种结构磁悬浮轴承的体积大、重量高。

发明内容

为了解决现有基于电磁铁的工作原理的磁悬浮轴承存在的体积大、重量高、温升大的问题，本发明提出了一种主动与被动混合型磁悬浮轴承。

本发明所述的主动与被动混合型磁悬浮轴承包括定子、转子和气隙，转子包括转子导磁轭筒和转子永磁体，所述转子导磁轭筒为圆筒形，两个圆环形的转子永磁体沿轴向分布套在转子导磁轭筒的外表面，每个圆环形的转子永磁体的充磁方向为径向充磁，且两个圆环形的转子永磁体的充磁方向相反；所述定子包括定子铁心、径向力控制绕组和定子永磁体，定子铁心为圆筒形，在圆筒形定子铁心的内表面沿轴向开槽，在定子铁心的内侧形成4n个定子齿，其中n为大于1的自然数，在第1、3、......、(4n-1)个定子齿的内表面，沿轴向分布粘贴固定有两块瓦片形的定子永磁体，每块定子永磁体与一个圆环形的转子永磁体的位置相对应，并且所述定子永磁体的充磁方向与其相对的圆环形的转子永磁体的充磁方向相反；所述第2、4、......、4n个定子齿为电枢齿，每个电枢齿为双齿结构，所述双齿结构是在所述电枢齿的轴向中间位置沿圆周方向开槽获得，所述双齿结构中的每个齿上均缠绕有一个线圈，所有电枢齿上的线圈组串联连接形成径向力控制绕组；在圆周上呈180°相对的两个齿上的两个线圈反向串联连接形成一套绕组。

本发明所述的主动与被动混合型磁悬浮轴承，还可以由多个主动与被动混合型磁悬浮轴承单元组成，每个主动与被动混合型磁悬浮轴承单元的结构相同，多个主动与被动混合型磁悬浮轴承单元同轴设置，并且所有主动与被动混合型磁悬浮轴承单元的定子的位置相对固定。

本发明所述的主动与被动混合型磁悬浮轴承，通过将高性能的稀土永磁体利用于磁悬浮轴承中，在轴承的磁路中产生直流磁通偏置，可以有效地减少电励磁的安匝数，减小轴承的体积、重量，降低轴承的损耗和温升，提高轴承的动态响应和控制精度。

附图说明

图1是具体实施方式一中所述的主动与被动混合型磁悬浮轴承的结构示意图；图2是图1的A-A剖面图；图3是图1的B-B剖面图；图4是具体实施方式三所述的主动与被动混合型磁悬浮轴承结构对应的图1的A-A剖面图；图5是具体实施方式三所述的主动与被动混合型磁悬浮轴承结构对应的图1的B-B剖面图；图6是具体实施方式五所述的主动与被动混合型磁悬浮轴承对应的图1的A-A剖面图；图7是具体实施方式三所述的主动与被动混合型磁悬浮轴承对应的图1的B-B剖面图；图8是具体实施方式六中所述的主动与被动混合型磁悬浮轴承的结构示意图；图9是图8的C-C剖面图；图10是图8的D-D剖面图；图11是具体实施方式二所述的主动与被动混合型磁悬浮轴承的结构示意图；图12是传统的磁悬浮轴承的基本结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、本实施方式所述的主动与被动混合型磁悬浮轴承包括定子、转子和气隙，

转子包括转子导磁轭筒7和转子永磁体6，所述转子导磁轭筒7为圆筒形，两个圆环形的转子永磁体6沿轴向分布套在转子导磁轭筒7的外表面，每个圆环形的转子永磁体6的充磁方向为径向充磁，且两个圆环形的转子永磁体6的充磁方向相反；