CN114165521A - 一种轴向磁悬浮轴承 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种新型轴向磁悬浮轴承，涉及磁悬浮轴承技术领域，其特征在于：包括一件定子和转子，所述定子由定子铁芯1和线圈2组成，定子铁芯1剖面为U型结构中间凹槽分定子铁芯内圈和外圈，线圈2固定于定子铁芯1的凹槽内。所述转子由永磁体压圈3、外圈永磁体4、推力盘5和内圈永磁体6组成，推力盘5剖面为E型结构有内外两个凹槽，外圈永磁体4和内圈永磁体6固定于凹槽内并用永磁体压圈3固定。所述定子铁芯1和推力盘5为导磁材料，所述永磁体压圈3为不导磁材料。所述定子铁芯1外圈与所述外圈永磁体4平行布置两端对齐，所述定子铁芯1内圈与所述内圈永磁体6平行布置两端对齐。所述定子和转子间有气隙。本申请通过将转子的推力盘内设有永磁体使整套轴向磁轴承仅需要一件定子，减少了零件数量、精简了装置结构。

Description

一种轴向磁悬浮轴承

技术领域

本申请涉及磁悬浮轴承技术领域，尤指一种新型轴向磁悬浮轴承。

背景技术

磁悬浮轴承支承的高速旋转机械消除了摩擦磨损，无需润滑，转速高达数万转/分，具有功率密度大、体积小、重量轻、响应快等优点，可有效提高系统效率，节能效果显著。

磁悬浮轴承分为被动磁轴承、纯电磁式主动磁轴承和永磁偏置加电磁控制的混合式磁悬浮轴承。被动磁轴承虽然功耗低，但是不稳定；纯电磁式磁轴承使用的电流大、功耗大；永磁偏置加电磁控制的混合式磁悬浮轴承，永磁体产生的磁场承担主要的承载力，电磁磁场提供辅助的调节承载力，因而这种轴承可大大减小控制电流，降低损耗。目前的永磁偏置轴向磁轴承结构主要为两个装有永磁体的定子中间夹无永磁体的推力盘，由于两个方向的力都是吸力，需要两个定子，增加了材料和能源的损耗。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种新型轴向磁悬浮轴承，将推力盘内设有永磁体，使用一个轴向磁悬浮轴承定子即可产生吸力和斥力，保证轴向磁轴承定转子间的气隙，即转子处于悬浮状态。从而有效减少零部件数量、简化磁轴承结构。

发明方案：为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种新型轴向磁悬浮轴承，其特征在于：包括一件轴向磁轴承定子和装有推力盘的转子，所述轴向磁轴承定子由轴向磁轴承定子铁芯1和轴向磁轴承定子线圈2组成，轴向磁轴承定子铁芯1截面为U型结构中间凹槽分轴向磁轴承定子铁芯为内圈和外圈，轴向磁轴承定子线圈2固定于轴向磁轴承定子铁芯1的凹槽内。所述装有推力盘的转子由永磁体压圈3、外圈永磁体4、推力盘5和内圈永磁体6 组成，推力盘5端面为E型结构有内外两个凹槽，外圈永磁体4和内圈永磁体6 固定于凹槽内，并用永磁体压圈3固定住。所述轴向磁轴承定子铁芯1和推力盘5为导磁材料，所述轴向磁轴承磁钢压圈3为不导磁材料。所述轴向磁轴承定子铁芯1外圈与所述外圈永磁体4平行布置两端对齐，所述轴向磁轴承定子铁芯1内圈与所述内圈永磁体6平行布置两端对齐。所述轴向磁轴承定子和转子间有气隙。

有益效果：本发明通过将转子内设有永磁体使整套轴向磁轴承仅需要一件轴向磁轴承定子，减少了零件数量、精简了装置结构。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。

图1示出本申请实施例的轴向磁悬浮轴承的主体结构图；

图2示出本申请实施例的轴向磁悬浮轴承的相吸状态剖面图；

图3示出本申请实施例的轴向磁悬浮轴承的相斥状态剖面图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

以下结合附图对本申请的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1所示，一种新型轴向磁悬浮轴承，包括一件轴向磁轴承定子和一件装有推力盘的转子，所述轴向磁轴承定子由轴向磁轴承定子铁芯1和轴向磁轴承定子线圈2组成，轴向磁轴承定子铁芯1截面为U型结构中间凹槽分轴向磁轴承定子铁芯为内圈和外圈，轴向磁轴承定子线圈2固定于轴向磁轴承定子铁芯1的凹槽内。

所述装有推力盘的转子由永磁体压圈3、外圈永磁体4、推力盘5和内圈永磁体6组成，推力盘5端面为E型结构有内外两个凹槽，外圈永磁体4和内圈永磁体6固定于凹槽内，两个永磁体的极性相反，并用永磁体压圈3固定住。

所述轴向磁轴承定子铁芯1和推力盘5为导磁材料。

所述轴向磁轴承磁钢压圈3为不导磁材料。

所述轴向磁轴承定子铁芯1外圈与所述外圈永磁体4平行布置两端对齐，所述轴向磁轴承定子铁芯1内圈与所述内圈永磁体6平行布置两端对齐。

所述轴向磁轴承定子和转子间有气隙。

本发明的工作过程为：当轴向磁轴承定子线圈通正向电时，定子线圈在定子铁芯的内外圈产生的磁极与转子中永磁体的磁极相异时如图2所示，根据异极相吸原理在气隙处产生吸力，吸引轴向磁轴承转子向定子移动。当轴向磁轴承定子线圈通反向电时，定子线圈在定子铁芯的内外圈产生的磁极与转子中永磁体的磁极相同时如图3所示，根据同极相斥的原理在气隙处产生斥力，轴向磁轴承转子向外移动。通过调整定子线圈中电流的大小和正反方向可以使轴向磁轴承转子运动范围限制在一定区间内，保证轴向磁轴承定转子间的气隙，即转子处于悬浮状态。

需要说明的是，以上已经描述了本申请的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。因此，本将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种新型轴向磁悬浮轴承，其特征在于：包括一件轴向磁轴承定子和装有推力盘的轴向磁轴承转子，所述轴向磁轴承定子由轴向磁轴承定子铁芯1和轴向磁轴承定子线圈2组成，轴向磁轴承定子铁芯1截面为U型结构中间凹槽分轴向磁轴承定子铁芯为内圈和外圈，轴向磁轴承定子线圈2固定于轴向磁轴承定子铁芯1的凹槽内。所述转子由永磁体压圈3、外圈永磁体4、推力盘5和内圈永磁体6组成，推力盘5端面为E型结构有内外两个凹槽，外圈永磁体4和内圈永磁体6固定于凹槽内，并用永磁体压圈3固定住。所述轴向磁轴承定子铁芯1和推力盘5为导磁材料，所述轴向磁轴承磁钢压圈3为不导磁材料。所述轴向磁轴承定子铁芯1外圈与所述外圈永磁体4平行布置两端对齐，所述轴向磁轴承定子铁芯1内圈与所述内圈永磁体6平行布置两端对齐。所述轴向磁轴承定子和转子间有气隙。

2.根据权利要求1所述的一种新型轴向磁悬浮轴承，其特征在于：所述轴向磁轴承转子内设有永磁体，永磁体产生磁场使轴向磁轴承定子和轴向磁轴承转子间产生电磁力。

3.根据权利要求1所述的一种新型轴向磁悬浮轴承，其特征在于：所述轴向磁轴承定子内部安装有定子线圈，定子线圈通电后产生磁场，通过控制定子线圈电流方向来控制定子磁场极性，利用同极相斥异极相吸原理与转子间产生电磁力。

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