[发明专利]一种飞行器用双余度线圈驱动磁轴承

权利要求书

1.一种飞行器用双余度线圈驱动磁轴承，其特征在于，包括多极定子、转子、偏置线圈以及控制线圈，其中多极定子的极数为M，M为4的倍数，多极定子内沿圆周方向均匀分布有M个定子极柱，转子安装在所述多极定子轴心位置，且与多极定子之间存在间隙；在每个相邻的定子极柱之间设置有线圈槽，每个线圈槽内均分布有所述偏置线圈以及控制线圈，其中，偏置线圈位于所述线圈槽内侧，控制线圈位于偏置线圈外侧且靠近定子极柱，偏置线圈、控制线圈互为备份；

对于每一个控制线圈iA，记控制线圈iA的两端连接点分别为iA1和iA2；对于每一个偏置线圈iB，记偏置线圈iB的两端连接点分别为iB1和iB2，i＝1,2,…M，则：

iA2与(i+1)A2连接，为控制绕组Wi(i+1)A，目的是形成控制磁路；

iB2与(i+1)B2连接，为偏置绕组Wi(i+1)B，目的是形成偏置磁路；

其中，控制绕组Wi(i+1)A与偏置绕组Wi(i+1)B对应，互为备份；i＝1,3,5,..M-1。

2.根据权利要求1所述的飞行器用双余度线圈驱动磁轴承，其特征在于，记定子极柱的编号为1,2,…,M，偏置线圈的编号为1B,2B…MB，与偏置线圈一一对应的控制线圈的编号为1A,2A…MA，则：控制线圈iA、(i+1)A通过定子极柱i、i+1以及转子形成控制磁路，偏置线圈iB、(i+1)B通过定子极柱i、i+1以及转子形成偏置磁路，i＝1,3,5,..M-1。

3.根据权利要求1所述的飞行器用双余度线圈驱动磁轴承，其特征在于，记控制绕组Wi(i+1)A的线圈匝数为N，流过电流为Ii(i+1)A；记偏置绕组Wi(i+1)B的线圈匝数为N，流过电流为Ii(i+1)B；在驱动磁轴承的径向截面中，定义穿过轴承轴心线且经过定子极柱1和定子极柱2之间的坐标轴为X轴，穿过轴承轴心线且垂直于X轴的坐标轴为Y轴，记偏置电流为I0，X方向控制电流为Icx，Y方向控制电流为Icy，导线最大电流为Imax，偏置绕组与控制绕组的切换响应时间为△t；

当控制线圈iA、偏置线圈iB对应的故障值为0时，表示线圈正常工作；当对应的故障值为1时，表示线圈故障；

当控制绕组Wi(i+1)A、偏置绕组Wi(i+1)B对应的故障值为0时，表示对应绕组正常工作；当对应的故障值为1时，表示对应绕组故障。

4.根据权利要求1所述的飞行器用双余度线圈驱动磁轴承，其特征在于，转子与多极定子之间存在0.2～1.2mm的间隙。

5.根据权利要求1所述的飞行器用双余度线圈驱动磁轴承，其特征在于，所述多极定子的极数M＝8，所述磁轴承的工作模式包括正常工作模式和故障工作模式，所述正常工作模式为：

当X轴绕组处于模式Mx0，且Y轴绕组处于模式My0时，磁轴承处于正常工作模式，偏置绕组与控制绕组均正常工作，状态参数变化为I12A＝Icx；I12B＝I0；I56A＝-Icx；I56B＝I0；I34A＝Icy；I34B＝I0；I78A＝-Icy；I78B＝I0；

其中，X轴绕组包括控制绕组W12A、偏置绕组W12B、控制绕组W56A、偏置绕组W56B；Y 轴绕组包括控制绕组W34A、偏置绕组W34B、控制绕组W78A、偏置绕组W78B：

6.根据权利要求5所述的飞行器用双余度线圈驱动磁轴承，其特征在于，当X轴绕组处于模式Mx1-Mx8，且Y轴绕组处于模式My1-My8时，磁轴承处于故障工作模式一，任意偏置绕组或任意控制绕组出现故障，其对应控制绕组或对应偏置绕组备份工作。

7.根据权利要求6所述的飞行器用双余度线圈驱动磁轴承，其特征在于，X轴绕组处于模式Mx9-Mx15，或Y轴绕组处于模式My9-My15时，磁轴承处于故障工作模式二，至少有一组互为备份的控制绕组与偏置绕组出现故障，直到互为备份的控制绕组与偏置绕组任何一个恢复正常，否则磁轴承无法正常工作。