[发明专利]一种倾斜磁化竖直气隙式磁悬浮重力补偿器

说明书

本发明属于磁悬浮技术领域，所述倾斜磁化竖直气隙式磁悬浮重力补偿器，包括定子和动子，且二者之间存在气隙；定子包括定子框架、定子永磁体、定子绕组和定子基座；定子永磁体、定子绕组安装在定子框架上，定子框架安装在定子基座上；动子包括动子框架和动子永磁体；动子永磁体安装在动子框架上。所述倾斜磁化竖直气隙式磁悬浮重力补偿器，利用定子永磁体与动子永磁体之间的相互作用力实现对磁悬浮系统中悬浮对象重力的补偿；倾斜磁化竖直气隙式磁悬浮重力补偿器具有结构简单、易于制造、无摩擦、无磨损、无需润滑、刚度低、行程大的优点。

技术领域

本发明属于磁悬浮技术领域，具体涉及一种磁悬浮重力补偿器。

背景技术

基于磁悬浮技术的装置，例如磁悬浮飞轮储能系统、磁悬浮旋转电机、磁悬浮平面电机等，具有无摩擦、无磨损、高速、高精度等优势，被广泛应用于现代工业的多个领域。

相比于传统的采用机械轴承支承其转子或动子的装置，磁悬浮装置利用磁悬浮技术使其转子或动子悬浮，避免了磁悬浮装置的转子或动子与固定部分之间的机械接触，具有无摩擦、无磨损、无需润滑、高精度、长寿命等优势，在高速飞轮储能、精密制造等领域有广阔的应用前景。

通常，磁悬浮装置利用通电线圈与永磁体或铁磁性材料或导体板之间的相互作用产生悬浮力。然而，这种工作方式往往会产生较多的热量，导致温度升高，影响系统性能。因此，磁悬浮装置往往采用重力补偿器抵消悬浮对象的重力，以实现降低系统发热、提高系统精度的目的。

本技术领域研究人员针对重力补偿器已经做了一些研究，如专利CN106953551A公开了一种命名为“磁悬浮重力补偿器”的重力补偿装置，所述磁悬浮重力补偿器由定子、动子组成，通过定子永磁体与动子菱形永磁体阵列之间的相互作用实现对磁悬浮系统中运动质量的补偿；然而，所述磁悬浮重力补偿器动子采用菱形永磁体阵列，导致装置行程较小，而且增加了制造的难度，不利于其应用。相应地，本技术领域存在着发展一种行程更大、易于制造的重力补偿器的技术需求。

发明内容

为达到上诉目的，本发明提供了一种倾斜磁化竖直气隙式磁悬浮重力补偿器，包括定子、动子；

其中，所述定子包括：长方体形状的定子框架、长方体形状的定子永磁体、截面为矩形的环状的定子绕组、长方体形状的定子基座，定子绕组的数量为2个；

所述定子框架上开设有用于放置定子永磁体的第一凹槽和放置定子绕组的两个第二凹槽，两个所述第二凹槽分别对称开设在定子框架的第一侧面和第二侧面上，且围绕所述第一凹槽设置；所述定子永磁体嵌入在定子框架上的第一凹槽固定，两个所述定子绕组嵌入在定子框架上对应的第二凹槽固定；

所述定子框架的底端与定子基座垂直连接；

其中，所述动子包括：长方体形状的动子基座、动子框架、长方体形状的动子永磁体，动子永磁体的数量为4个；

所述动子框架与动子基座的底面固定连接，动子框架为两个对称设置的框架部件，且两个框架部件相对的一侧中间形成一个空腔，该空腔两侧的每个框架部件表面均设置有上下排列的2个槽体，该4个动子永磁体分别嵌入在动子框架上的4个槽体内；

所述定子框架插入所述空腔内，相应的位于定子框架上的定子永磁体和定子绕组处于该空腔内。

优选地，所述定子永磁体和第一凹槽的数量均为1个，所述第一凹槽贯通定子框架上相对的第一侧面和第二侧面设置，所述定子永磁体嵌入在定子框架上的第一凹槽内固定设置，所述定子永磁体被2个所述定子绕组环绕。

优选地，所述定子永磁体和第一凹槽的的数量均为2个，所述第一凹槽分别位于定子框架上相对的第一侧面和第二侧面，每个第一凹槽均被设置在同一侧面上的第二凹槽环绕包围，两个定子永磁体分别嵌入在两个第一凹槽内固定设置，每个定子永磁体均被一个对应的环形的定子绕组环绕。