[发明专利]一种磁力轴承及其控制方式

说明书

技术领域：

本发明涉及磁力轴承，尤其是涉及一种由双初级电磁铁构成的高精度磁力轴承，包括轴向吸引力径向磁悬浮轴承和径向吸引力轴向磁悬浮轴承以及双初级电磁相斥型径轴向磁力轴承。

背景技术：

现有技术的磁力轴承，尤其是主动型磁悬浮轴承的电磁能未能得到全部有效利用，导致主动型磁悬浮轴承的体积庞大和回旋精度差、负载低等等，严重地降低了现有主动型磁悬浮轴承的实用性。

发明内容：

本发明就是要提供一种回旋精度好和功率密度高的实用性高效率磁力轴承，以下是技术方案：

1、一种磁力轴承，由轴承定子部环形电磁铁和轴承转子部环形电磁铁通过轴向工作气隙相对而成；所述定、转子部环形电磁铁上的线圈均设置于由软磁材料制作并具有轴向开口的环形凹槽当中；所述定、转子部上位于轴向口环形凹槽两侧的轴向铁心磁极面相等以及与轴向工作气隙对侧环形电磁铁上的轴向口环形凹槽两侧的轴向铁心磁极面保持高度对称；所述轴向工作气隙两侧相互对应的两个电磁铁线圈构成一组并使其通电方向保持一致；所述转子部环形电磁铁上的线圈通过转子部上的轴承内圈延长段或转子轴杆上设置的集电环装置为其提供电流通道；所述轴承内圈延长段是指：与转子部环形电磁铁一体的轴承内套在径向间隔地离开轴承定子部环形电磁铁的孔壁后，所有超出轴承定子部环形电磁铁孔端后的轴向延长段；上述磁力轴承属于双初级单边型轴向吸引力的径向磁悬浮轴承，是一种实用型高效率磁力轴承；它可广泛地应用于各种磁悬浮转子支撑系统或径轴向磁悬浮轴承当中作为最基本的磁力单元组合使用，通常在工程应用当中，是将两个这样的高效率磁力轴承对称地设置在电机两端的转子轴杆上使用。

本发明的双初级单边型轴向吸引力的径向磁悬浮轴承，还可以进行轴向叠加组合，使其变成由两个双初级单边型轴向吸引力的径向磁悬浮轴承轴向叠加后的组合体，被称为：双边型轴向吸引力径向磁悬浮轴承，具体结构是：将两个双初级单边型轴向吸引力的径向磁悬浮轴承当中的轴承转子部环形电磁铁背靠背地复合成一体，从而构成磁力轴承的转子部双面电磁铁轴向居中的特征；所述转子部双面电磁铁上的轴向铁心磁极各自通过轴向工作气隙与轴承端部方向的定子部环形电磁铁上的轴向铁心磁极相互对正；所述转子部双面电磁铁的线圈通过转子部上的轴承内圈延长段或转子轴杆上设置的集电环装置为其提供电流通道；所述转子部双面电磁铁两个端部方向上的定子部环形电磁铁通过轴承外圈或在中间部位上带有环形凸起部的轴承外圈连接成一体并使轴承外圈与转子部双面电磁铁的外侧圆周面之间保留气隙或电机安装空间；所述双边型轴向吸引力的径向磁悬浮轴承，既可以独立使用，也可以在各种磁悬浮转子支撑系统当中作为最基本的磁力单元参与组合应用。

本发明的双边型轴向吸引力径向磁悬浮轴承，还可以这样构成，即：将两个双初级单边型轴向吸引力的径向磁悬浮轴承当中的轴承定子部环形电磁铁背靠背地复合成一体，从而构成磁力轴承的定子部双面电磁铁轴向居中的特征；所述定子部双面电磁铁上的轴向铁心磁极各自通过轴向工作气隙与轴承端部方向的转子部环形电磁铁上的轴向铁心磁极相互对正；所述转子部环形电磁铁上的线圈通过轴承内圈上的轴向延长段或转子轴杆上设置的集电环装置为其提供电流通道；所述定子部双面电磁铁两个端部方向的转子部环形电磁铁通过轴承内圈组成刚体连接并使轴承内圈的外侧与转子部双面电磁铁的内壁之间留有气隙或电机安装空间；上述双边型轴向吸引力径向磁悬浮轴承，它既可以独立使用，也可以在各种磁悬浮转子支撑系统当中作为最基本的磁力单元参与组合应用。

本发明双边型轴向吸引力径向磁悬浮轴承当中，位于气隙两侧形成轴向吸引力的两组电磁铁之间电气控制除了单独控制的方式之外，采用的是采用差动控制方式，即：将直流电加在一个电位器输入端的可滑动触点上，并通过可滑动触点的位移变化，使电位器两个输出端分别连接着的两组电磁铁之间的电流大小呈现差动现象，具体表现在：当其中一组电磁铁当中的电流被加大时，另一组电磁铁的电流在在做同步的缩小；该差动控制方式主要用来消除垂直型磁悬浮转子部的重力危害。