[发明专利]一种轴向球面纯电磁磁轴承

权利要求书

1.一种轴向球面纯电磁磁轴承，主要由定子系统和转轴两部分组成，其特征在于，定子系统主要包括：上定子铁芯(1-1)、下定子铁芯(1-2)、上轴向上端激磁线圈(2-1)、上轴向下端激磁线圈(3-1)、下轴向下端激磁线圈(2-2)和下轴向上端激磁线圈(3-2)；

其中上定子铁芯(1-1)包括球面左磁极、球面中磁极和球面右磁极，上定子铁芯(1-1)球面左磁极左侧边缘与上定子铁芯(1-1)球面右磁极右侧边缘形成的夹角为85°，上定子铁芯(1-1)球面左磁极左侧边缘与上定子铁芯(1-1)球面左磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为45°，上定子铁芯(1-1)球面左磁极右侧边缘与上定子铁芯(1-1)球面左磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为110°，上定子铁芯(1-1)球面中磁极左侧边缘与上定子铁芯(1-1)球面中磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为77°，上定子铁芯(1-1)球面中磁极右侧边缘与上定子铁芯(1-1)球面中磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为77°，上定子铁芯(1-1)球面右磁极左侧边缘与上定子铁芯(1-1)球面右磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为110°，上定子铁芯(1-1)球面右磁极右侧边缘与上定子铁芯(1-1)球面右磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为45°；

下定子铁芯(1-2)包括球面左磁极、球面中磁极和球面右磁极，下定子铁芯(1-2)球面左磁极左侧边缘与下定子铁芯(1-2)球面右磁极右侧边缘形成的夹角为85°，下定子铁芯(1-2)球面左磁极左侧边缘与下定子铁芯(1-2)球面左磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为45°，下定子铁芯(1-2)球面左磁极右侧边缘与下定子铁芯(1-2)球面左磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为110°，下定子铁芯(1-2)球面中磁极左侧边缘与下定子铁芯(1-2)球面中磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为77°，下定子铁芯(1-2)球面中磁极右侧边缘与下定子铁芯(1-2)球面中磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为77°，下定子铁芯(1-2)球面右磁极左侧边缘与下定子铁芯(1-2)球面右磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为110°，下定子铁芯(1-2)球面右磁极右侧边缘与下定子铁芯(1-2)球面右磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为45°，上定子铁芯(1-1)球面中磁极的径向内侧从上到下依次绕制上轴向上端激磁线圈(2-1)和上轴向下端激磁线圈(3-1)，上定子铁芯(1-1)、上轴向上端激磁线圈(2-1)和上轴向下端激磁线圈(3-1)共同构成上球面定子，下定子铁芯(1-2)球面中磁极的径向内侧上从下到上依次绕制有下轴向下端激磁线圈(2-2)和下轴向上端激磁线圈(3-2)，下定子铁芯(1-2)、下轴向下端激磁线圈(2-2)和下轴向上端激磁线圈(3-2)共同构成下球面定子；

转轴(4)位于上定子铁芯(1-1)和下定子铁芯(1-2)之间，转轴(4)上球面与上定子铁芯(1-1)球面间留有一定的球壳间隙，形成上轴向球壳气隙(5)，转轴(4)下球面与下定子铁芯(1-2)球面间留有一定的球壳间隙，形成下轴向球壳气隙(6)。

2.根据权利要求1所述的一种轴向球面纯电磁磁轴承，其特征在于：所述的上定子铁芯(1-1)和下定子铁芯(1-2)均为1J22导磁块材材料。

3.根据权利要求1所述的一种轴向球面纯电磁磁轴承，其特征在于：所述的上定子铁芯(1-1)和下定子铁芯(1-2)的球面半径取18mm～45mm，且上定子铁芯(1-1)和下定子铁芯(1-2)的外形尺寸完全相等，安装后二者球心完全重合。

4.根据权利要求1所述的一种轴向球面纯电磁磁轴承，其特征在于：所述的上轴向上端激磁线圈(2-1)和上轴向下端激磁线圈(3-1)的轴向间隙为0.4mm～0.7mm，下轴向下端激磁线圈(2-2)和下轴向上端激磁线圈(3-2)的轴向间隙为0.4mm～0.7mm。

5.根据权利要求1所述的一种轴向球面纯电磁磁轴承，其特征在于：所述的转轴(4)的球面半径取17mm～44mm，转轴(4)上球面所对应的球心角为82°，转轴(4)上球面左侧边缘与转轴(4)上球面左侧圆弧边缘切线所成夹角为130°，转轴(4)上球面右侧边缘与转轴(4)上球面右侧圆弧边缘切线所成夹角为130°，转轴(4)下球面所对应的球心角为82°，转轴(4)下球面左侧边缘与转轴(4)下球面左侧圆弧边缘切线所成夹角为130°，转轴(4)下球面右侧边缘与转轴(4)下球面右侧圆弧边缘切线所成夹角为130°。