電致動(dòng)電磁軸承的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電致動(dòng)電磁軸承，包括電磁軸承外殼，在電磁軸承外殼的內(nèi)壁上設(shè)有偶數(shù)個(gè)對稱分布的壓電陶瓷，在壓電陶瓷的內(nèi)側(cè)設(shè)有U型電磁鐵，在電磁軸承外殼內(nèi)設(shè)有懸浮軸；壓電陶瓷與電壓調(diào)節(jié)裝置連接，U型電磁鐵與電流調(diào)節(jié)裝置連接。本發(fā)明利用壓電陶瓷加載電壓后就可以伸縮的特性，利用低電流的電壓來控制壓電陶瓷，從而控制電磁鐵與懸浮軸之間的間隙，可以實(shí)現(xiàn)電磁鐵內(nèi)部電流的最小化，這樣電磁鐵消耗的電能就最小，而壓電陶瓷在穩(wěn)定時(shí)(也就是不移動(dòng)時(shí))是幾乎不消耗能量的，這樣整個(gè)電磁軸承的耗能就很小了，可以大幅減小電磁軸承的能耗、提高電磁軸承的耐高溫性能、降低電磁軸承的溫升。
【專利說明】電致動(dòng)電磁軸承

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種電致動(dòng)電磁軸承。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的電磁軸承有兩大類，第一:無永磁偏置的電流型電磁軸承；第二:有永磁偏置的電流型電磁軸承。這兩種有一個(gè)共同特點(diǎn)電磁鐵與軸的距離不能改變。對于傳統(tǒng)的電磁軸承而言，如果需要電磁鐵對懸浮軸有恒定的作用力，隨著懸浮軸與電磁鐵之間距離的變化，通入電磁鐵的電流將呈現(xiàn)出非線性的變化，這對于控制來說是較為復(fù)雜的，也會導(dǎo)致控制效果的不理想。此外隨著間距的增大，通入電磁鐵的電流將大幅增大，這會增大線圈的發(fā)熱損耗，不利于節(jié)能同時(shí)也不利于電磁鐵的抗高溫性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提供一種電致動(dòng)電磁軸承，它不僅能實(shí)現(xiàn)常規(guī)電磁軸承的功能即調(diào)整電磁力的大小，同時(shí)還具有在穩(wěn)態(tài)時(shí)消耗電能少的優(yōu)點(diǎn)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:電致動(dòng)電磁軸承,包括電磁軸承外殼,在電磁軸承外殼的內(nèi)壁上設(shè)有偶數(shù)個(gè)對稱分布的壓電陶瓷，在壓電陶瓷的內(nèi)側(cè)設(shè)有U型電磁鐵，在電磁軸承外殼內(nèi)設(shè)有懸浮軸；壓電陶瓷與電壓調(diào)節(jié)裝置連接，U型電磁鐵與電流調(diào)節(jié)裝置連接。
[0005]所述的U型電磁鐵的兩個(gè)U型端的磁極相反。這樣主磁路就只在一個(gè)電磁鐵內(nèi)部，避免多個(gè)電磁鐵的耦合干擾。
[0006]所述的壓電陶瓷嵌合或粘合在電磁軸承外殼的內(nèi)壁上，U型電磁鐵嵌合或粘合在壓電陶瓷內(nèi)側(cè)。
[0007]由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用壓電陶瓷加載電壓后就可以伸縮的特性，利用低電流的電壓來控制壓電陶瓷，從而控制電磁鐵與懸浮軸之間的間隙，可以實(shí)現(xiàn)電磁鐵內(nèi)部電流的最小化，這樣電磁鐵消耗的電能就最小，而壓電陶瓷在穩(wěn)定時(shí)(也就是不移動(dòng)時(shí))是幾乎不消耗能量的，這樣整個(gè)電磁軸承的耗能就很小了，可以大幅減小電磁軸承的能耗、提高電磁軸承的耐高溫性能、降低電磁軸承的溫升。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，使用效果好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明的實(shí)施例:電致動(dòng)電磁軸承的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括電磁軸承外殼1，在電磁軸承外殼I的內(nèi)壁上設(shè)有偶數(shù)個(gè)對稱分布的壓電陶瓷2,壓電陶瓷2嵌合電磁軸承外殼I的內(nèi)壁上；在壓電陶瓷2的內(nèi)側(cè)設(shè)有U型電磁鐵3，U型電磁鐵3嵌合在壓電陶瓷2內(nèi)側(cè)；在電磁軸承外殼I內(nèi)設(shè)有懸浮軸4 ;壓電陶瓷2與電壓調(diào)節(jié)裝置連接，U型電磁鐵3與電流調(diào)節(jié)裝置連接；u型電磁鐵3的兩個(gè)U型端的磁極相反。
[0010]本實(shí)施例中，測量采用的壓電陶瓷2的電容量來計(jì)算出間隙大小，根據(jù)間隙大小計(jì)算出加載到壓電陶瓷2上的電壓，以及U型電磁鐵3中的電流。然后功率放大器把電壓信號加載到壓電陶瓷2和U型電磁鐵3上(這里壓電陶瓷和電磁鐵使用兩套獨(dú)立的功率放大器)，然后再檢測電容量大小，進(jìn)入控制的循環(huán)，就可以實(shí)現(xiàn)軸的懸浮了。
【權(quán)利要求】
1.一種電致動(dòng)電磁軸承,包括電磁軸承外殼(I),其特征在于:在電磁軸承外殼(I)的內(nèi)壁上設(shè)有偶數(shù)個(gè)對稱分布的壓電陶瓷(2)，在壓電陶瓷(2)的內(nèi)側(cè)設(shè)有U型電磁鐵(3)，在電磁軸承外殼(I)內(nèi)設(shè)有懸浮軸(4);壓電陶瓷(2)與電壓調(diào)節(jié)裝置連接，U型電磁鐵(3)與電流調(diào)節(jié)裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致動(dòng)電磁軸承，其特征在于:所述的U型電磁鐵(3)的兩個(gè)U型端的磁極相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致動(dòng)電磁軸承，其特征在于:所述的壓電陶瓷(2)嵌合或粘合在電磁軸承外殼(I)的內(nèi)壁上，U型電磁鐵(3)嵌合或粘合在壓電陶瓷(2)內(nèi)側(cè)。
【文檔編號】F16C32/04GK104265762SQ201410498934
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】陳平輝, 趙慶源, 邱望標(biāo) 申請人:貴州大學(xué)