[实用新型]一种内外双定子无接触混合磁轴承

说明书

本实用新型涉及非机械接触磁轴承领域，公开了一种内外双定子无接触混合磁轴承，包括内定子、外定子和转子。外定子包括左、右外径向定子铁心与外定子永磁环，内定子包括左、右内径向定子铁心与内定子永磁环；内外径向定子铁心位置相对；内外径向定子铁心上均绕制径向控制绕组；转子包括隔磁铝环以及通过隔磁铝环连接为一个整体的内外转子铁心，外转子铁心与外定子铁心形成外径向气隙，内转子铁心与内径向定子铁心形成内径向气隙。本实用新型由内外定子永磁环共同作用提供静态偏置磁通，内外径向定子上的控制绕组通电产生控制磁通，内外定子共同作用在外转子铁心外表面和内转子铁心的内表面产生径向悬浮力，提高了悬浮力密度与径向承载力。

技术领域

本实用新型涉及非机械接触磁轴承领域，特别涉及一种内外双定子无接触混合磁轴承，可作为飞轮系统、机床电主轴、离心机等高速传动部件的无接触悬浮支承。

背景技术

磁轴承是利用定子和转子之间的电磁力将转子悬浮于空间，使定、转子之间没有机械接触的一种新型高性能轴承。目前，磁轴承按照磁力提供的方式分为以下三种：（1）主动磁轴承，由偏置电流产生偏置磁场，控制电流产生的控制磁通与偏置磁通相互叠加，从而产生可控的悬浮力，该种磁轴承体积、重量和功耗都比较大；（2）被动磁轴承，悬浮力完全由永磁体提供，所需的控制器简单，悬浮功耗小，但是刚度和阻尼都较小，一般运用于仅在一个方向上支撑物体或者是减轻作用在传统轴承上的负荷；（3）混合磁轴承，是采用永磁材料替代主动磁轴承中的电磁铁来产生偏置磁场，控制电流仅提供平衡负载或干扰的控制磁通，大大降低了磁轴承的功率损耗，缩小了磁轴承的体积，减轻其重量，并提高了承载能力。

现有的混合磁轴承结构共性都是单转子与单定子结构，只是在转子内侧或外侧产生径向悬浮力，悬浮力密度较低，径向承载力小，难以满足一些特殊应用场合的性能需求。

实用新型内容

实用新型目的：针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种内外双定子无接触混合磁轴承，该结构的混合磁轴承内外定子绕制两组控制绕组，在转子外侧和内侧都产生同一方向的径向悬浮力，有效增大了径向承载力，结构紧凑、功耗低、悬浮力密度大。

技术方案：本实用新型提供了一种内外双定子无接触混合磁轴承，包括内定子、外定子和转子，所述外定子包括左外径向定子铁心、右外径向定子铁心、外定子永磁环，所述内定子包括左内径向定子铁心、右内径向定子铁心和内定子永磁环；所述左内径向定子铁心、右内径向定子铁心分别与左外径向定子铁心、右外径向定子铁心位置相对，所述外定子永磁环位于所述左外径向定子铁心、右外径向定子铁心之间；所述内定子永磁环位于所述左内径向定子铁心、右内径向定子铁心之间；所述左外径向定子铁心、右外径向定子铁心、左内径向定子铁心、右内径向定子铁心上均绕制集中式径向控制绕组；所述转子包括转子铁心、隔磁铝环，所述转子铁心被隔磁铝环分为内、外两部分，分别为外转子铁心、内转子铁心，所述外转子铁心与左外径向定子铁心、右外径向定子铁心之间形成外径向气隙，所述内转子铁心与左内径向定子铁心、右内径向定子铁心之间形成内径向气隙。

进一步地，所述转子铁心沿径向剖面为上下“H”形结构，所述外转子铁心、内转子铁心分别与左外径向定子铁心、右外径向定子铁心、左内径向定子铁心、右内径向定子铁心位置相对。

进一步地，所述定子永磁环与左外径向定子铁心、右外径向定子铁心的外径相同。

进一步地，所述左外径向定子铁心和右外径向定子铁心内圆周均间隔设置有4个悬浮极，左内径向定子铁心和右内径向定子铁心外圆周也均间隔设置有4个悬浮极，所述径向控制绕组均绕制于所述悬浮极上。

进一步地，左径向定子铁心上位于Y方向的悬浮极上的绕组绕向相同，处于X方向的悬浮极上的绕组绕向相同；右径向定子铁心上位于Y方向的悬浮极上的绕组绕向相同，处于X方向的悬浮极上的绕组绕向相同；且左径向定子铁心和右径向定子铁心上相对应的绕组绕向相反，然后所有的X极上的绕组串联，Y极上的绕组串联，分别由两个开关功放驱动。