[发明专利]一种三自由度混合锥形径向磁轴承

摘要

本发明公布了一种三自由度混合锥形径向磁轴承，属于磁悬浮轴承领域。其由一个径向磁轴承和一个锥形磁轴承构成，二者间放置一个轴向充磁的环形永磁体或环形偏置绕组，以提供偏置磁通；径向磁轴承定子为凸极结构，齿数为4，且每个定子齿上均绕有一个线圈，两两连接构成两个径向悬浮绕组，转子为圆柱结构；锥形磁轴承包括两个锥形定子和两个锥形转子，均为锥形圆柱结构，且两锥形定子间嵌有一个轴向悬浮绕组；径向定子、两锥形定子与永磁体经导磁环连接，径向转子和两个锥形转子套在转子导磁环上，再套在转轴上。本发明磁轴承径向和锥形磁轴承的控制磁路隔离，轴向力与径向力解耦，控制简单，结构紧凑，可作为电磁轴承或永磁偏置式磁轴承适用，通用性好。

主权项

1.一种三自由度混合锥形径向磁轴承，包含1个径向磁轴承和1个锥形磁轴承；所述径向磁轴承，包括径向定子、径向转子、径向线圈和径向定子导磁环；其特征在于，所述径向定子布置在径向定子导磁环内，径向转子布置在径向定子内；所述径向定子导磁环为圆环结构，径向定子为凸极结构，齿数为4，齿与齿在空间上相差90°；所述径向转子为圆柱结构；在水平方向的两个径向线圈串联，构成1个水平方向径向悬浮绕组；在竖直方向的两个径向线圈串联，构成1个竖直方向径向悬浮绕组；所述锥形磁轴承，包括锥形定子Ⅰ、锥形定子Ⅱ、锥形转子Ⅰ、锥形转子Ⅱ、轴向悬浮绕组和锥形定子导磁环；所述锥形定子Ⅰ、锥形定子Ⅱ、锥形转子Ⅰ和锥形转子Ⅱ均为锥形圆柱结构，且锥形角相等，所述锥形定子导磁环为圆环结构；所述锥形定子Ⅰ和锥形定子Ⅱ布置在锥形定子导磁环内，且锥形定子Ⅰ和锥形定子Ⅱ轴向布置，二者之间存有间隙，所述间隙内嵌有1个轴向悬浮绕组；所述锥形转子Ⅰ布置在锥形定子Ⅰ内，锥形转子Ⅱ布置在锥形定子Ⅱ内；锥形转子Ⅰ和锥形定子Ⅰ的锥形角方向相同，锥形转子Ⅱ和锥形定子Ⅱ的锥形角方向相同，锥形定子Ⅰ和锥形定子Ⅱ锥形角方向相反；所述径向转子、锥形转子Ⅰ和锥形转子Ⅱ轴向布置，并套在转子导磁环上；所述转子导磁环为圆环结构，套在转轴上；所述三自由度混合锥形径向磁轴承的偏置磁通产生方式有两种：分别为永磁励磁方式和电励磁方式；采用永磁励磁方式时，偏置磁通由1个永磁体产生；所述永磁体为环形结构，置于所述径向定子导磁环和锥形定子导磁环之间，且紧密布置；采用电励磁方式时，偏置磁通由1个偏置绕组产生；所述偏置绕组为环形结构，缠绕在环形导磁轭上；所述环形导磁轭为环形结构，置于所述径向定子导磁环和锥形定子导磁环之间，且紧密布置。