[发明专利]一种磁轴承

说明书

本发明公开了一种磁轴承，包括转轴、转子、第一径向定子和第二径向定子；第二径向定子沿圆周方向均匀分布于第一径向定子与转子之间；第一径向定子沿径向向内延伸有八个第一径向齿，每两个第一径向齿一对共计形成四个第二径向定子安装槽；第二径向定子与第一径向定子、第一径向齿之间均填充有非导磁材料；第二径向定子包括一个第一宽齿和两个第一窄齿，两第一窄齿对称分布于所述第一宽齿的两侧。本发明提供的磁轴承具有集成度高、解耦性能好、偏置磁通调节方便等优点。

技术领域

本发明涉及一种磁轴承，属于轴承技术领域。

背景技术

磁悬浮轴承具有无摩擦、无磨损、无需密封润滑、高速度、精度高、寿命长及维护成本低等优良特性，可有效解决高速电机的轴承支撑问题。根据悬浮力是否可主动控制，磁轴承通常可分为被动型和主动型两种类型。主动型磁轴承可通过控制定、转子间电磁力以实现转轴的悬浮，在高速电机领域应用广泛。根据偏置磁场建立方式，主动型磁轴承可分为电磁型与混合型。混合型磁轴承的偏置磁通由永磁体产生，承载能力大、刚度可调、控制灵活且功率密度高，在高速、高功率密度场合应用广泛。

然而，传统的混合型磁轴承的永磁偏置磁通不可调节，仅能通过控制悬浮控制磁通来调节合成磁通，因此存在固有刚度改善不大、临界转速不高、设计困难且制造装配难度高等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种磁轴承，具有集成度高、解耦性能好、偏置磁通调节方便等优点。

为达到上述目的，本发明所提供的一种磁轴承，包括转轴、转子、第一径向定子和第二径向定子；

所述第一径向定子呈环形，与所述转轴同轴线设置；所述转子套设于转轴上，与转轴一同设于第一径向定子内；

所述第二径向定子设有四个，沿圆周方向均匀分布于第一径向定子与转子之间；所述第一径向定子沿径向向内延伸有八个第一径向齿，每两个第一径向齿一对共计形成四个第二径向定子安装槽；所述第二径向定子与第一径向定子、第一径向齿之间均填充有非导磁材料；

所述第二径向定子呈E型，包括一个第一宽齿和两个第一窄齿，两第一窄齿对称分布于所述第一宽齿的两侧；所述第一窄齿与相邻的第一径向齿连同其间填充的非导磁材料构成第一复合齿；

所述第一复合齿上绕有径向悬浮线圈，相对的两个第二径向定子上的径向悬浮线圈串联，构成两个径向悬浮绕组；所述第一宽齿上绕有径向偏置线圈，所有径向偏置线圈串联，构成一个径向偏置绕组；

或者，

所述第一复合齿上绕有径向偏置线圈，所有径向偏置线圈串联构成一个径向偏置绕组；所述第一宽齿上绕有径向悬浮线圈，相对的两个第二径向定子上的径向悬浮线圈串联，构成两个径向悬浮绕组。

进一步的，所述磁轴承还包括环形磁导轭，所述套设于所述第一径向定子上。

进一步的，所述环形磁导轭的两端嵌装有轴向定子，所述轴向定子沿轴向方向开设有供所述转轴穿出的通孔，沿通孔周边向内延伸有环形齿，所述环形齿与转子间隙配合；所述环形齿上绕有轴向悬浮线圈，两轴向悬浮线圈串联构成一轴向悬浮绕组。

进一步的，所述转子的两端还分别设有一个轴向力永磁定子和一个轴向力电磁定子；

所述轴向力永磁定子呈环形，嵌装于环形磁导轭内；所述轴向力电磁定子设有四个，沿圆周方向均匀分布于所述轴向力永磁定子内；所述轴向力永磁定子沿径向向内延伸有八个第二径向齿，每两个第二径向齿一对共计形成四个轴向力电磁定子安装槽；所述轴向力电磁定子与轴向力永磁定子、第二径向齿之间均填充有非导磁材料；

所述轴向力电磁定子呈E型，包括一个第二宽齿和两个第二窄齿，两第二窄齿对称分布于所述第二宽齿的两侧；所述第二窄齿与相邻的第二径向齿连同二者之间填充的非导磁材料构成第二复合齿；