CN111434941A - 混合式径向磁轴承 - Google Patents

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刘成涛
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
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Abstract

本发明提出一种混合式径向磁轴承，包括：一种混合式径向磁轴承，其包括：转子，其上下延伸；定子，其水平环绕地设置在该转子的外周中部；绕组，其上下环绕地设置在该定子上；导磁环，其水平环绕地设置在该转子及该定子的外周；第一、第二永磁体，其水平环绕地设置在该转子的外周，并分别位于该导磁环的顶底两侧；第一、第二导磁板，其水平环绕地设置在该转子的外周，并分别位于该第一永磁体的顶侧和该第二永磁体的底侧。既有利于在转子和定子之间形成均衡的磁场，获得较佳的电磁兼容性；也有利于在转子的设定外径尺寸的前提下，确保内径尺寸能够做大，进而有利于转轴强度的增加。

Description

混合式径向磁轴承
技术领域
本发明涉及一种磁轴承，特别涉及一种混合式径向磁轴承。
背景技术
现有的一种混合式径向磁轴承，其包括：上下延伸的转子，水平环绕转子并位于上方的定子，上下环绕定子的绕组，位于定子的外侧上下延伸的导磁环，位于导磁环下侧并环绕转子的永磁体以及水平环绕转子并位于永磁体底侧的导磁板。这种结构的磁轴承存在一些缺陷：在设定外径尺寸的前提下，内径尺寸难以做大，致使与磁轴承相配合的转轴的强度难以提高；另外，定子的顶侧由于没有电磁屏蔽，容易发散磁场，致使电磁兼容性较差，容易影响到附近传感器的信号质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种混合式径向磁轴承，既有利于在转子和定子之间形成均衡的磁场，获得较佳的电磁兼容性；也有利于在转子的设定外径尺寸的前提下，确保内径尺寸能够做大，进而有利于转轴强度的增加。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括：提供一种混合式径向磁轴承，包括：一种混合式径向磁轴承，其包括：转子，其上下延伸；定子，其水平环绕地设置在该转子的外周中部；绕组，其上下环绕地设置在该定子上；导磁环，其水平环绕地设置在该转子及该定子的外周；第一、第二永磁体，其水平环绕地设置在该转子的外周，并分别位于该导磁环的顶底两侧；第一、第二导磁板，其水平环绕地设置在该转子的外周，并分别位于该第一永磁体的顶侧和该第二永磁体的底侧。
在一些实施例，该定子由对称分布的四个部分组成，该绕组有四个，分别对应设置在该定子的一个部分上。
在一些实施例，该永磁体由对称分布的四个部分组成，该永磁体的一个部分与该定子的一个部分相对应。
在一些实施例，该第一永磁体与该第二永磁体是相同的。
在一些实施例，该导磁板的外缘设有轴向延伸的凸缘，用于挡止该永磁体的外缘。
在一些实施例，该第一导磁板与该第二导磁板相对于水平面而言，是对称结构。
在一些实施例，该第一永磁体形成第一永磁偏置磁场F1，该第二永磁体形成第二永磁偏置磁场F2，该定子上的绕组形成一个主动控制电磁磁场F3，这两个永磁偏置磁场F1、F2与该主动控制磁场F3共同作用，实现转子的悬浮功能。
在一些实施例，该第一永磁偏置磁场F1通过该第一导磁板、该转子的上部、该定子的上半部以及该导磁环的上部形成环路。
在一些实施例，该第二永磁偏置磁场F2通过该第二导磁板、该转子的下部、该定子的下半部以及该导磁环的下部形成环路。
在一些实施例，该主动控制电磁磁场F3作用于该转子的中部和该定子，并被该导磁环所封闭。
与现有技术相比，本发明的混合式径向磁轴承，通过转子、定子、绕组、两个永磁体、两个导磁板和以及导磁环的巧妙配合，通过在定子的上方和下方各布置一个永磁体，并在两个永磁体的顶底两侧对应设置一个导磁板，既有利于在转子和定子之间形成均衡的磁场，获得较佳的电磁兼容性；也有利于在转子的设定外径尺寸的前提下，确保内径尺寸能够做大，进而有利于转轴强度的增加。
附图说明
图1为本发明的混合式径向磁轴承的组合剖视结构示意。
图2为本发明的混合式径向磁轴承的分解剖视结构示意。
图3为本发明的混合式径向磁轴承的分解立体结构示意。
其中，主要附图标记说明如下：10、混合式径向磁轴承，1、转子，11，部分，2、定子，21，部分，3、绕组，4、第一导磁板，45、凸缘，5、第一永磁体，51、部分，6、导磁环，7、第二永磁体，71、部分，8、第二导磁板，85、凸缘，F1、第一永磁偏置磁场，F2、第二永磁偏置磁场，F3、主动控制电磁磁场。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
参见图1、图2和图3，图1为本发明的混合式径向磁轴承的组合剖视结构示意。图2为本发明的混合式径向磁轴承的分解剖视结构示意。图3为本发明的混合式径向磁轴承的分解立体结构示意。本发明提出一种混合式径向磁轴承10，其大致包括：转子1，定子2，绕组3，两个导磁板4、8，两个永磁体5、7以及导磁环6。其中，第一永磁体5形成第一永磁偏置磁场F1，第二永磁体7形成第二永磁偏置磁场F2，定子2上的绕组3形成一个主动控制电磁磁场F3。这两个永磁偏置磁场F1、F2与主动控制磁场F3共同作用，实现转子的悬浮功能。
转子1上下延伸。定子2水平环绕地设置在转子1的外周中部。绕组3上下环绕地设置在定子2上。导磁环6水平环绕地设置在转子1及定子2的外周。第一永磁体5和第二永磁体7水平环绕地设置在转子1的外周，并分别位于导磁环6的顶底两侧。第一导磁板4水平环绕地设置在转子1的外周，并位于第一永磁体5的顶侧。第一导磁板8水平环绕地设置在转子1的外周，并位于第二永磁体7的底侧。
定子2由对称分布的四个部分21组成。绕组3有四个，分别对应绕制在定子2的一个部分21上。第一永磁体5由对称分布的四个部分51组成。第二永磁体7由对称分布的四个部分71组成。永磁体5、7的一个部分51、71与定子2的一个部分21及其上绕组3是相对应的。
第一永磁体5与第二永磁体7是相同的，也即：结构相同，性能相同。导磁板4、8的外缘设有轴向延伸的凸缘，用于挡止永磁体5、7的外缘。具体地，第一导磁板4的凸缘45向下，第二导磁板8的凸缘85向上。第一导磁板4与第二导磁板8相对于水平面而言，是对称结构。
本发明的混合式径向磁轴承10的磁路原理大致包括：第一永磁体5产生的第一永磁偏置磁场F1通过第一导磁板4、转子1的上部、定子2的上半部以及导磁环6的上部形成环路。第二永磁体7产生的第二永磁偏置磁场F2通过第二导磁板8、转子1的下部、定子2的下半部以及导磁环6的下部形成环路。绕组3产生的主动控制电磁磁场F3作用于转子1的中部和定子2，并被导磁环6所封闭。
本发明的混合式径向磁轴承10，通过转子1、定子2、绕组3、两个永磁体5和7、两个导磁板4和8以及导磁环6的巧妙配合，通过在定子2的上方和下方各布置一个永磁体5、7，并在两个永磁体5、7的顶底两侧对应设置一个导磁板4、8，既有利于在转子1和定子2之间形成均衡的磁场，获得较佳的电磁兼容性；也有利于在转子1的设定外径尺寸的前提下，确保内径尺寸能够做大，进而有利于转轴强度的增加。
应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种混合式径向磁轴承，其特征在于，包括：转子，其上下延伸；定子，其水平环绕地设置在该转子的外周中部；绕组，其上下环绕地设置在该定子上；导磁环，其水平环绕地设置在该转子及该定子的外周；第一、第二永磁体，其水平环绕地设置在该转子的外周，并分别位于该导磁环的顶底两侧；第一、第二导磁板，其水平环绕地设置在该转子的外周，并分别位于该第一永磁体的顶侧和该第二永磁体的底侧。
2.根据权利要求1所述的混合式径向磁轴承，其特征在于，该定子由对称分布的四个部分组成，该绕组有四个，分别对应设置在该定子的一个部分上。
3.根据权利要求2所述的混合式径向磁轴承，其特征在于，该永磁体由对称分布的四个部分组成，该永磁体的一个部分与该定子的一个部分相对应。
4.根据权利要求1所述的混合式径向磁轴承，其特征在于，该第一永磁体与该第二永磁体是相同的。
5.根据权利要求1所述的混合式径向磁轴承，其特征在于，该导磁板的外缘设有轴向延伸的凸缘，用于挡止该永磁体的外缘。
6.根据权利要求1所述的混合式径向磁轴承，其特征在于，该第一导磁板与该第二导磁板相对于水平面而言，是对称结构。
7.根据权利要求1所述的混合式径向磁轴承，其特征在于，该第一永磁体形成第一永磁偏置磁场F1，该第二永磁体形成第二永磁偏置磁场F2，该定子上的绕组形成一个主动控制电磁磁场F3，这两个永磁偏置磁场F1、F2与该主动控制磁场F3共同作用，实现转子的悬浮功能。
8.根据权利要求7所述的混合式径向磁轴承，其特征在于，该第一永磁偏置磁场F1通过该第一导磁板、该转子的上部、该定子的上半部以及该导磁环的上部形成环路。
9.根据权利要求7所述的混合式径向磁轴承，其特征在于，该第二永磁偏置磁场F2通过该第二导磁板、该转子的下部、该定子的下半部以及该导磁环的下部形成环路。
10.根据权利要求7所述的混合式径向磁轴承，其特征在于，该主动控制电磁磁场F3作用于该转子的中部和该定子，并被该导磁环所封闭。
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