專利名稱：一種低功耗永磁偏置混合徑向磁軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非接觸磁懸浮軸承，特別是一種低功耗永磁偏置混合徑向磁軸承，可作為電機(jī)、機(jī)床等機(jī)械設(shè)備中旋轉(zhuǎn)部件的無接觸支撐。
背景技術(shù)：
永磁電磁混合磁軸承具有低功耗的關(guān)鍵是保證電磁線圈產(chǎn)生的磁通不通過永磁體，但現(xiàn)有的永磁偏置混合磁軸承結(jié)構(gòu)，是在普通徑向電磁軸承的基礎(chǔ)上，沿定子軸向放置永磁體，控制線圈所產(chǎn)生的磁通要穿過永磁體，由于永磁體磁阻很大，控制線圈要產(chǎn)生一定的電磁磁密需要較大的勵(lì)磁電流，因而現(xiàn)有的永磁偏置混合磁軸承功耗大、體積大、重量大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種功耗低、體積小、重量輕的低功耗永磁偏置混合徑向磁軸承。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是低功耗永磁偏置混合徑向磁軸承，其特征在于由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子和轉(zhuǎn)子之間為氣隙，所述的定子共有8個(gè)定子磁極，它們組成左右兩端4對(duì)磁極，分別組成X、Y軸正負(fù)方向的磁極，每個(gè)定子磁極由定子磁極鐵心及其繞在其上的定子線圈組成，4個(gè)定子鐵心軛分別跨接兩端形成±X軸和±Y軸定子磁極，X軸方向和Y軸方向的定子磁極鐵心之間為定子極間隔磁；所述的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、永磁體、導(dǎo)磁套筒、轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)軸的外面為兩個(gè)導(dǎo)磁的導(dǎo)磁套筒和永磁體，兩個(gè)導(dǎo)磁套筒將永磁體夾在中間，在兩個(gè)導(dǎo)磁套筒的外面是轉(zhuǎn)子鐵心。
本發(fā)明的原理是本發(fā)明將永磁體置于轉(zhuǎn)子中，而電磁線圈置于定子鐵心中，永磁體通過一端導(dǎo)磁套筒、轉(zhuǎn)子鐵心、氣隙、定子鐵心軛到另一端的氣隙、轉(zhuǎn)子鐵心、導(dǎo)磁套筒回到永磁體，形成磁懸浮軸承的主磁路。電磁線圈產(chǎn)生的磁通路徑為以某端Y軸正方向電磁線圈電流產(chǎn)生的磁通為例，通過Y正方向的定子鐵心軛、氣隙、轉(zhuǎn)子鐵心中Y正方向的一個(gè)極、轉(zhuǎn)子鐵心的其他三個(gè)極到另一端的轉(zhuǎn)子鐵心的三個(gè)極、轉(zhuǎn)子鐵心中Y正方向的一個(gè)極、氣隙、Y正方向的定子磁極鐵心、定子軸向?qū)Т盆F心軛，形成磁懸浮軸承的調(diào)節(jié)磁路，使永磁磁路與電磁磁路分離。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明由于采用永磁磁場(chǎng)作為偏置磁場(chǎng)，與傳統(tǒng)電磁軸承相比消除了在線圈電流中占主要分量的勵(lì)磁電流，降低了繞組銅耗和控制功放損耗，因此功耗很低。同時(shí)該結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)電磁軸承相比，永磁電磁混合磁軸承產(chǎn)生鐵耗的電磁磁場(chǎng)只有大小的變化，而無極性的變化，這使得混合磁軸承具有很低的鐵耗，這進(jìn)一步降低了功耗。與現(xiàn)有的永磁偏置混合磁軸承相比，本發(fā)明所述的低功耗永磁偏置混合徑向磁軸承其永磁磁路與電磁磁路分離，因電勵(lì)磁磁路磁阻很低，很小的勵(lì)磁電流就能產(chǎn)生較大的磁通，因而節(jié)省了功耗。


圖1為本發(fā)明的軸向截面圖；圖2為本發(fā)明的端面圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖2所示，本發(fā)明總體由左右兩組定子和轉(zhuǎn)子組成，定子和轉(zhuǎn)子之間為氣隙6，每個(gè)定子鐵心軛7橫跨左右兩端，并在每端組成一個(gè)磁極，4個(gè)定子鐵心軛7正交放置，分別連接在兩段組成±X軸和±Y軸4個(gè)磁極，這樣一個(gè)磁軸承共有8個(gè)磁極，左右兩組分別為4個(gè)磁極。X軸方向和Y軸方向的定子鐵心軛7之間為定子極間隔磁9，定子線圈8繞置在定子鐵心軛7上；轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸1、永磁體3、導(dǎo)磁套筒4、轉(zhuǎn)子鐵心5，轉(zhuǎn)軸1的外面為兩個(gè)導(dǎo)磁的導(dǎo)磁套筒4和永磁體3，兩個(gè)導(dǎo)磁套筒4將永磁體3夾在中間，在兩個(gè)導(dǎo)磁套筒4的外面是轉(zhuǎn)子鐵心5。當(dāng)轉(zhuǎn)軸1為導(dǎo)磁材料時(shí)，在其外還要加入不導(dǎo)磁套筒2。永磁體3為一整體圓環(huán)，沿軸向充磁；永磁體3的材料為稀土永磁體或鐵氧體永磁體。定子極間隔磁9為空氣或不導(dǎo)磁材料，如不銹鋼、銅、鋁、鈦合金、塑料膠木、空氣等。不導(dǎo)磁套筒2為不銹鋼、銅、鋁、鈦合金、塑料膠木等不導(dǎo)磁材料。
權(quán)利要求
1.低功耗永磁偏置混合徑向磁軸承，其特征在于由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子和轉(zhuǎn)子之間為氣隙(6)，所述的定子共有8個(gè)定子磁極，它們組成4對(duì)磁極，分別組成X、Y軸正負(fù)方向的磁極，每個(gè)定子磁極由定子鐵心軛(7)及其繞在其上的定子線圈(8)組成，每個(gè)定子鐵心軛7橫跨左右兩端，并在每端組成一個(gè)磁極，4個(gè)定子鐵心軛7正交放置，分別連接左右兩端形成±X軸和±Y軸磁極，定子磁極鐵心(7)之間為定子極間隔磁(9)；所述的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸(1)、永磁體(3)、導(dǎo)磁套筒(4)、轉(zhuǎn)子鐵心(5)，轉(zhuǎn)軸(1)的外面為兩個(gè)導(dǎo)磁的導(dǎo)磁套筒(4)和永磁體(3)，兩個(gè)導(dǎo)磁套筒(4)將永磁體(3)夾在中間，在兩個(gè)導(dǎo)磁套筒(4)的外面是轉(zhuǎn)子鐵心(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗永磁偏置混合徑向磁軸承，其特征在于所述的永磁體(3)為一整體圓環(huán)，沿軸向充磁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗永磁偏置混合徑向磁軸承，其特征在于所述的定子極間隔磁(9)為不銹鋼、銅、鋁、鈦合金、塑料膠木、空氣等不導(dǎo)磁材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗永磁偏置混合徑向磁軸承，其特征在于所述的永磁體為稀土永磁體或鐵氧體永磁體。
全文摘要
低功耗永磁偏置混合徑向磁軸承，其特征在于由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子和轉(zhuǎn)子之間為氣隙，所述的定子共有8個(gè)定子磁極，它們組成左右兩端4對(duì)磁極，分別組成X、Y軸正負(fù)方向的磁極，每個(gè)定子磁極由定子磁極鐵心及其繞在其上的定子線圈組成，4個(gè)定子鐵心軛分別跨接左右兩端形成±X軸和±Y軸8個(gè)定子磁極，X軸方向和Y軸方向的定子鐵心軛之間為定子極間隔磁；所述的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、永磁體、導(dǎo)磁套筒、轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)軸的外面為兩個(gè)導(dǎo)磁套筒和永磁體，兩個(gè)導(dǎo)磁套筒將永磁體夾在中間，在兩個(gè)導(dǎo)磁套筒的外面是轉(zhuǎn)子鐵心。本發(fā)明使永磁磁路與電磁磁路分離，降低了控制電流和控制功耗，節(jié)省了體積、減輕了重量。
文檔編號(hào)F16C32/04GK1707127SQ200410101899
公開日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者房建成, 馬善振, 孫津濟(jì), 酈吉臣 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)