[发明专利]磁轴承及应用其的旋转机构

说明书

本申请公开一种磁轴承及应用其的旋转机构，该磁轴承包括磁转子组件及与磁转子组件配合的磁定子组件；磁转子组件包括转子轴与套设于转子轴上的推力盘；磁定子组件包括轴承定子、永磁环、导磁环以及线圈绕组；轴承定子包括有中心通道、沿周向设置的线圈环槽以及连接中心通道与线圈环槽的开口槽，推力盘位于中心通道中且部分嵌入开口槽中，导磁环位于中心通道中且与推力盘以及轴承定子间隔设置，永磁环设置于轴承定子与导磁环的间隔中，线圈绕组设置于线圈环槽内。通过上述方式，本申请可以减少转子轴的轴向长度，进而提高转子轴的临界速度。

技术领域

本申请涉及磁轴承领域，特别涉及一种磁轴承及应用其的旋转机构。

背景技术

磁悬浮轴承是利用精确控制的电磁力将转子稳定悬浮，使定转子之间没有机械接触的一种高性能轴承。由于定、转子之间不存在机械上的接触，所以磁悬浮轴承的转子可达到很高的运转转速。同时，由于电磁力可以通过专门的控制系统精确调节，因此刚度和阻尼可调。磁悬浮轴承具有能耗低、寿命长、无润滑、无污染等优点，特别适合高速、真空和超洁净等特殊的应用场合。

现有技术中，通过沿轴承轴向设置两个磁导体，并在两个磁导体之间设置永磁体，在磁导体内设置有线圈绕组，通过永磁体与线圈绕组配合提供轴向磁通回路从而实现对内部转子的控制，但是由于磁通回路是轴向设置的，因此，内部转子需要作为磁导磁参与该磁通回路，这样会增加整个转子的轴向长度，进而减少转子的临界转速。

发明内容

本申请主要提供一种磁轴承及应用其的旋转机构，以解决现有技术由于转子的轴向长度较大导致转子临界速度较低的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种磁轴承，所述磁轴承包括磁转子组件及与所述磁转子组件配合的磁定子组件；所述磁转子组件包括转子轴与套设于所述转子轴上的推力盘；所述磁定子组件包括轴承定子、永磁环、导磁环以及线圈绕组；其中，所述轴承定子包括有中心通道、沿周向设置的线圈环槽以及连接所述中心通道与所述线圈环槽的开口槽，所述推力盘位于所述中心通道中且部分嵌入所述开口槽中，所述导磁环位于所述中心通道中且与所述推力盘以及轴承定子间隔设置，所述永磁环设置于所述轴承定子与所述导磁环的间隔中，所述线圈绕组设置于所述线圈环槽内；其中，所述永磁环用于生成永磁磁通回路，所述永磁磁通回路从所述永磁环出发并依次穿过导磁环、推力盘以及轴承定子回到所述永磁环，或所述永磁磁通回路从所述永磁环出发并依次穿过及轴承定子、推力盘、导磁环回到所述永磁环；所述线圈绕组用于在施加电流后生成电磁磁通回路，所述电磁磁通回路在所述轴承定子上且绕所述线圈环槽传输；所述永磁磁通回路与所述电磁磁通回路配合在所述推力盘沿轴线方向的两侧形成磁通密度偏差，进而对所述转子轴进行控制。

根据本申请提供的一实施方式，所述线圈绕组在所述线圈环槽内的槽满率大于或等于50％，小于或等于70％。

根据本申请提供的一实施方式，所述线圈绕组在所述线圈环槽内的槽满率60％。

根据本申请提供的一实施方式，位于所述开口槽内的推力盘与所述开口槽的槽侧壁的气隙为0.5mm。

根据本申请提供的一实施方式，所述轴承定子、永磁环、线圈绕组、导磁环、转子轴以及推力盘的轴线均位于同一直线上。

根据本申请提供的一实施方式，所述永磁环的径向宽度等于轴承定子与所述导磁环的间隔宽度。

根据本申请提供的一实施方式，所述永磁环设置于所述轴承定子与所述导磁环的间隔中远离所述推力盘的一端。

根据本申请提供的一实施方式，所述永磁环、轴承定子以及导磁环垂直于轴线的外表面平齐。

根据本申请提供的一实施方式，所述转子轴为磁导体或磁绝缘体。

解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种旋转机构，所述旋转机构包括上述中任一项所述的磁轴承。