CN104265762A - 电致动电磁轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电致动电磁轴承，包括电磁轴承外壳，在电磁轴承外壳的内壁上设有偶数个对称分布的压电陶瓷，在压电陶瓷的内侧设有U型电磁铁，在电磁轴承外壳内设有悬浮轴；压电陶瓷与电压调节装置连接，U型电磁铁与电流调节装置连接。本发明利用压电陶瓷加载电压后就可以伸缩的特性，利用低电流的电压来控制压电陶瓷，从而控制电磁铁与悬浮轴之间的间隙，可以实现电磁铁内部电流的最小化，这样电磁铁消耗的电能就最小，而压电陶瓷在稳定时(也就是不移动时)是几乎不消耗能量的，这样整个电磁轴承的耗能就很小了，可以大幅减小电磁轴承的能耗、提高电磁轴承的耐高温性能、降低电磁轴承的温升。
Description
技术领域
本发明涉及电学技术领域，尤其是一种电致动电磁轴承。
背景技术
目前，公知的电磁轴承有两大类，第一：无永磁偏置的电流型电磁轴承；第二：有永磁偏置的电流型电磁轴承。这两种有一个共同特点电磁铁与轴的距离不能改变。对于传统的电磁轴承而言，如果需要电磁铁对悬浮轴有恒定的作用力，随着悬浮轴与电磁铁之间距离的变化，通入电磁铁的电流将呈现出非线性的变化，这对于控制来说是较为复杂的，也会导致控制效果的不理想。此外随着间距的增大，通入电磁铁的电流将大幅增大，这会增大线圈的发热损耗，不利于节能同时也不利于电磁铁的抗高温性能。
发明内容
本发明的目的是：提供一种电致动电磁轴承，它不仅能实现常规电磁轴承的功能即调整电磁力的大小，同时还具有在稳态时消耗电能少的优点，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：电致动电磁轴承，包括电磁轴承外壳，在电磁轴承外壳的内壁上设有偶数个对称分布的压电陶瓷，在压电陶瓷的内侧设有U型电磁铁，在电磁轴承外壳内设有悬浮轴；压电陶瓷与电压调节装置连接，U型电磁铁与电流调节装置连接。
所述的U型电磁铁的两个U型端的磁极相反。这样主磁路就只在一个电磁铁内部，避免多个电磁铁的耦合干扰。
所述的压电陶瓷嵌合或粘合在电磁轴承外壳的内壁上，U型电磁铁嵌合或粘合在压电陶瓷内侧。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明利用压电陶瓷加载电压后就可以伸缩的特性，利用低电流的电压来控制压电陶瓷，从而控制电磁铁与悬浮轴之间的间隙，可以实现电磁铁内部电流的最小化，这样电磁铁消耗的电能就最小，而压电陶瓷在稳定时(也就是不移动时)是几乎不消耗能量的，这样整个电磁轴承的耗能就很小了，可以大幅减小电磁轴承的能耗、提高电磁轴承的耐高温性能、降低电磁轴承的温升。本发明结构简单，成本低廉，使用效果好。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
本发明的实施例：电致动电磁轴承的结构如图1所示，包括电磁轴承外壳1，在电磁轴承外壳1的内壁上设有偶数个对称分布的压电陶瓷2，压电陶瓷2嵌合电磁轴承外壳1的内壁上；在压电陶瓷2的内侧设有U型电磁铁3，U型电磁铁3嵌合在压电陶瓷2内侧；在电磁轴承外壳1内设有悬浮轴4；压电陶瓷2与电压调节装置连接，U型电磁铁3与电流调节装置连接；U型电磁铁3的两个U型端的磁极相反。
本实施例中，测量采用的压电陶瓷2的电容量来计算出间隙大小，根据间隙大小计算出加载到压电陶瓷2上的电压，以及U型电磁铁3中的电流。然后功率放大器把电压信号加载到压电陶瓷2和U型电磁铁3上（这里压电陶瓷和电磁铁使用两套独立的功率放大器），然后再检测电容量大小，进入控制的循环，就可以实现轴的悬浮了。
Claims (3)
1.一种电致动电磁轴承，包括电磁轴承外壳（1），其特征在于：在电磁轴承外壳（1）的内壁上设有偶数个对称分布的压电陶瓷（2），在压电陶瓷（2）的内侧设有U型电磁铁（3），在电磁轴承外壳（1）内设有悬浮轴（4）；压电陶瓷（2）与电压调节装置连接，U型电磁铁（3）与电流调节装置连接。
2.根据权利要求1所述的电致动电磁轴承，其特征在于：所述的U型电磁铁（3）的两个U型端的磁极相反。
3.根据权利要求1所述的电致动电磁轴承，其特征在于：所述的压电陶瓷（2）嵌合或粘合在电磁轴承外壳（1）的内壁上，U型电磁铁（3）嵌合或粘合在压电陶瓷（2）内侧。
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Cited By (1)
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