[发明专利]一种双线圈轴向球面纯电磁磁轴承

摘要

一种双线圈轴向球面纯电磁磁轴承主要由定子系统和转轴两部分组成，定子系统主要包括上定子铁心、下定子铁心、激磁线圈。本发明采用上、下球面磁轴承，使转轴所受电磁力始终经过球心，当转轴球心与质心重合时，电磁力相对转轴产生的扭矩为零，从而消除了径向扭动对轴向平动的干扰。此外，上、下定子铁心采用极靴结构，使圆周上的磁场分布更加均匀，上、下定子铁心的激磁线圈采用双线圈结构，且两线圈匝数不同，匝数少的线圈电流可控，匝数大的线圈电流不变，与单线圈结构相比提高了电流响应速率，可控电流采用差动形式，进一步提高了磁轴承的控制精度。

主权项

一种双线圈轴向球面纯电磁磁轴承，主要由定子系统和转轴两部分组成，其特征在于：定子系统主要包括：上定子铁芯(1‑1)、下定子铁芯(1‑2)、上轴向上端激磁线圈(2‑1)、上轴向下端激磁线圈(3‑1)、下轴向下端激磁线圈(2‑2)和下轴向上端激磁线圈(3‑2)；其中上定子铁芯(1‑1)包括球面左磁极、球面中磁极和球面右磁极，上定子铁芯(1‑1)球面左磁极左侧边缘与上定子铁芯(1‑1)球面右磁极右侧边缘形成的夹角为87°，上定子铁芯(1‑1)球面中磁极根部左侧圆锥面与上定子铁芯(1‑1)球面左磁极和上定子铁芯(1‑1)球面中磁极的连接处所成角度为86°，上定子铁芯(1‑1)球面中磁极根部右侧圆锥面与上定子铁芯(1‑1)球面中磁极和上定子铁芯(1‑1)球面右磁极的连接处所成角度为86°；下定子铁芯(1‑2)包括球面左磁极、球面中磁极和球面右磁极，下定子铁芯(1‑2)球面左磁极左侧边缘与下定子铁芯(1‑2)球面右磁极右侧边缘形成的夹角为87°，下定子铁芯(1‑2)球面中磁极根部左侧圆锥面与下定子铁芯(1‑2)球面左磁极和下定子铁芯(1‑2)球面中磁极的连接处所成角度为86°，下定子铁芯(1‑2)球面中磁极根部右侧圆锥面与下定子铁芯(1‑2)球面中磁极和下定子铁芯(1‑2)球面右磁极的连接处所成角度为86°，上定子铁芯(1‑1)球面中磁极的径向内侧从上到下依次绕制上轴向上端激磁线圈(2‑1)和上轴向下端激磁线圈(3‑1)，上定子铁芯(1‑1)、上轴向上端激磁线圈(2‑1)和上轴向下端激磁线圈(3‑1)共同构成上球面定子，下定子铁芯(1‑2)球面中磁极的径向内侧从下到上依次绕制有下轴向下端激磁线圈(2‑2)和下轴向上端激磁线圈(3‑2)，下定子铁芯(1‑2)、下轴向下端激磁线圈(2‑2)和下轴向上端激磁线圈(3‑2)共同构成下球面定子，转轴(4)位于上定子铁芯(1‑1)和下定子铁芯(1‑2)之间，转轴(4)上球面与上定子铁芯(1‑1)各磁极球面间留有一定的球壳间隙，形成上轴向球壳气隙(5)，转轴(4)下球面与下定子铁芯(1‑2)各磁极球面间留有一定的球壳间隙，形成下轴向球壳气隙(6)。