[发明专利]磁轴承有效

专利信息
申请号: 201680012346.0 申请日: 2016-02-15
公开(公告)号: CN107257889B 公开(公告)日: 2020-11-06
发明(设计)人: J.K.坦古杜;P.M.克什尔萨加 申请(专利权)人: 开利公司
主分类号: F16C32/04 分类号: F16C32/04
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 严志军;李强
地址: 美国佛*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 磁轴
【说明书】:

一种磁轴承(20),其包括:转子(22),所述转子被支撑以绕轴(502)旋转;定子(24),所述定子从第一端(30)延伸到第二端(32)且包括:一个或多个第一永磁体(110);一个或多个第二永磁体(112),其极性与所述一个或多个第一永磁体的极性实质上相对;至少三个径向绕组(40、42、44、46);第一轴向绕组(34);第二轴向绕组(36);第一端磁极(120);以及第二端磁极(122)。

相关申请的交叉引用

本公开要求2015年2月26日提交且标题为“Magnetic Bearing”的美国专利申请号62/121,443的权益,所述专利申请的公开内容全部如其充分陈述地以引用方式并入本文。

背景技术

本公开涉及磁轴承。更具体地,本公开涉及涡轮机中采用的电磁轴承。

在有源磁轴承中已存在相当发达的技术。2011年7月7日公开的美国专利申请公布2011/0163622A1公开了一种提供径向和轴向支撑的电磁轴承。对于轴向支撑,定子具有一对相对轴向磁极,所述轴向磁极通过轴向护铁在外径(OD)处连结。轴向线圈周向地缠绕在护铁内侧并构建穿过轴向磁极和护铁的磁通路径,其中轴向磁极之间的内侧间隙被由所述间隙内转子层压堆叠形成的致动器目标所横跨。

在轴向线圈的径向内侧,定子包括由层压堆叠形成的径向致动器磁极组件。这种层压堆叠具有完整环圈外环部分和多个径向向内突起部,所述多个突起部中每一个被关联的径向控制线圈缠绕。一对永磁体环夹在径向致动器磁极组件与轴向磁极之间,与径向致动器磁极组件相邻且位于其相对轴端处。

在相对侧处构建一对径向磁通回路,其从致动器目标径向开始穿过径向磁极组件、轴向向外转向穿过永磁体且然后径向内侧转向穿过关联的轴向磁极,轴向向内返回转向以进入致动器目标的端部且然后径向向外返回转向。由此,相对符号的一对径向磁通被轴向磁通回路包围。

另一种四径向磁极径向轴承配置涉及径向且周向而非轴向通过的磁通路径。在此配置中,能够在若干状况之间进行切换。一组涉及采用穿过一对反向磁极的一个中心直径分支和周向穿过围绕另一对的相应磁极的护铁的两个周向分支的磁通路径。两个对由此构建了两种可能的此类路径,其中每个路径有两个可能方向。相应地,另一组涉及第一磁通路径分支径向穿过一个磁极、周向转向以穿过护铁到达两个相邻磁极中的一者且然后径向返回穿过所述相邻磁极以在轴件中与第一分支相遇。

发明内容

本公开的一个方面涉及一种磁轴承,所述磁轴承包括:转子,其被支撑以绕轴旋转;定子,其从第一端延伸到第二端且包括:一个或多个第一永磁体;一个或多个第二永磁体,其极性与所述一个或多个第一永磁体的极性实质上相对;至少三个径向绕组;第一轴向绕组;第二轴向绕组;第一端磁极;以及第二端磁极。

在其他实施方案中的一个或多个实施方案中,所述至少三个径向绕组缠绕在至少一个中心磁芯上。

在其他实施方案中的一个或多个实施方案中,所述至少一个中心磁芯包括中心层压件。中心护铁位于所述中心层压件的径向外侧。第一端层压件位于所述中心层压件的轴向外侧。第一端护铁位于所述第一端层压件的径向外侧。第二端层压件与所述第一端层压件相对地位于所述中心层压件的轴向外侧。第二端护铁位于所述第二端层压件的径向外侧。

在其他实施方案中的一个或多个实施方案中,所述至少三个径向绕组包括角度上按120°间隔偏移的三个径向绕组。

在其他实施方案中的一个或多个实施方案中,所述至少三个径向绕组包括:第一对直径上相对的径向绕组;以及第二对直径上相对的径向绕组。

在其他实施方案中的一个或多个实施方案中,所述第二对径向绕组正交于所述第一对。

在其他实施方案中的一个或多个实施方案中,所述第一对径向绕组和所述第二对径向绕组各自包括第一径向开口绕组和第二径向开口绕组。

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