[发明专利]一种复合磁悬浮轴承及磁悬浮轴承系统

说明书

本发明涉及轴承技术领域，公开了一种复合磁悬浮轴承及磁悬浮轴承系统。本发明提供的复合磁悬浮轴承，通过一个永磁环实现以最小的铁磁路径对轴向和径向提供能量，实现径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承的复合，缩短了复合磁悬浮轴承的轴向长度，降低了成本，有利于提升转子的动力特性，而且消除了产生偏置磁场的电功率损耗，降低了轴承的发热量，消耗功率小，简化了复合磁悬浮轴承的控制系统。

技术领域

本发明涉及轴承技术领域，尤其涉及一种复合磁悬浮轴承及磁悬浮轴承系统。

背景技术

传统的磁悬浮轴承系统无论是电磁偏置还是永磁偏置，通常在五轴系统中使用三个执行器，分别为两个径向执行器和一个推力执行器，每个执行器独立工作，以稳定支撑控制磁悬浮转子。

磁悬浮轴承主要应用于高转速领域，转子转速要求几万转甚至几十万转，而转子转速能够提升取决于转子的动力学特性，转子的动力学特性又受制于转子系统的尺寸。采用带有三个执行器的磁悬浮轴承系统限制了转子的形状大小，导致转子的转速难以提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合磁悬浮轴承及磁悬浮轴承系统，能够解决采用带有三个执行器的磁悬浮轴承系统会使转子的转速难以提升的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合磁悬浮轴承，安装于转轴上，包括：

转子铁芯和位于所述转子铁芯轴向相对两侧的推力盘，均固定套设于所述转轴外；

定子磁极，每个所述推力盘背对所述转子铁芯一侧均设有与所述推力盘轴向间隔设置的所述定子磁极；

径向定子铁芯，其套设于所述转子铁芯外且与所述转子铁芯径向间隔设置，所述径向定子铁芯上设有四个周向均匀分布的凸极，所述凸极上绕设有径向定子线圈，所述定子磁极面朝所述径向定子铁芯的一侧设有推力线圈；

永磁环，其固定套设于所述径向定子铁芯外；

间隔环，两个所述定子磁极通过间隔环连接，所述间隔环固定套设于所述永磁环外；

所述定子磁极和所述径向定子铁芯之间夹设有固定环，所述推力线圈被限位于所述固定环、所述定子磁极、所述间隔环、所述永磁环和所述径向定子铁芯围成的安装空间内。

作为上述复合磁悬浮轴承的一种优选技术方案，所述永磁环与所述间隔环过盈配合，和/或，所述永磁环与所述径向定子铁芯过盈配合。

作为上述复合磁悬浮轴承的一种优选技术方案，所述定子磁极为一体结构。

作为上述复合磁悬浮轴承的一种优选技术方案，包括第一磁极和第二磁极，所述第一磁极的一端连接于所述第二磁极，另一端穿出所述第二磁极且正对所述转子铁芯且与所述转子铁芯间隔设置。

作为上述复合磁悬浮轴承的一种优选技术方案，包括两个半爿，两个所述半爿连接围成圆环状的所述定子磁极。

作为上述复合磁悬浮轴承的一种优选技术方案，还包括位移检测单元，用于检测所述转轴的轴向位移和径向位移。

作为上述复合磁悬浮轴承的一种优选技术方案，所述永磁环为一体结构。

作为上述复合磁悬浮轴承的一种优选技术方案，多个周向依次连接的永磁体围成的圆环结构。

本发明还提供了一种磁悬浮轴承系统，包括上述的复合磁悬浮轴承。

作为上述磁悬浮轴承系统的一种优选技术方案，还包括转轴及套设于所述转轴外的径向磁悬浮轴承，所述复合磁悬浮轴承和所述径向磁悬浮轴承设于所述转轴的轴向两端。