CN115263923B - 一种永磁偏置径向磁轴承 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种永磁偏置径向磁轴承，涉及磁悬浮技术领域，永磁偏置径向磁轴承包括定子和转子；定子的内环设有2n个第一磁极，第一磁极上绕设有励磁线圈，相邻两个第一磁极组成第一磁极对，励磁线圈通电状态下，属于同一第一磁极对中的两个第一磁极的磁极性相反，以使每个第一磁极对中形成控制磁通；定子的内环还设有2m个第二磁极，定子还包括永磁体，相邻两个第二磁极组成第二磁极对，每个第二磁极对与至少一个永磁体对应设置，属于同一第二磁极对中的两个第二磁极的磁极性相反，以使每个第二磁极对中形成偏置磁通。本公开通过在定子上设置永磁体以在第二磁极对上形成偏置磁通，降低励磁线圈的工作电流和降低磁轴承的功耗。

Description

一种永磁偏置径向磁轴承

技术领域

本公开涉及磁悬浮技术领域，尤其涉及一种永磁偏置径向磁轴承。

背景技术

相关技术中，磁悬浮径向磁轴承的常规结构包括定子、励磁线圈和转子，工作时，定子的磁力全部来自励磁线圈，为了维持转子的平衡状态励磁线圈需要较大的电流，磁轴承的功耗较大。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供了一种永磁偏置径向磁轴承。

本公开提出了一种永磁偏置径向磁轴承，包括定子和转子，所述转子位于所述定子内，且与所述定子之间形成气隙；

所述定子的内环设有2n个第一磁极，所述第一磁极上绕设有励磁线圈，相邻两个所述第一磁极组成第一磁极对，所述励磁线圈通电状态下，属于同一所述第一磁极对中的两个所述第一磁极的磁极性相反，以使每个所述第一磁极对中形成控制磁通；

所述定子的内环还设有2m个第二磁极，相邻两个所述第二磁极组成第二磁极对；所述定子还包括永磁体，每个所述第二磁极对与至少一个所述永磁体对应设置，属于同一所述第二磁极对中的两个所述第二磁极的磁极性相反，以使每个所述第二磁极对中形成偏置磁通；

其中，m、n均大于或等于1的整数。

本公开的一些实施例中，所述偏置磁通与所述控制磁通相互独立。

本公开的一些实施例中，当n≥m时，所述第二磁极对位于相邻的两个所述第一磁极对之间；或者，当n＜m时，所述第一磁极对位于相邻的两个所述第二磁极对之间。

本公开的一些实施例中，相邻的所述第一磁极与所述第二磁极的磁极性相同；

和/或，属于不同所述第一磁极对的两个相邻的所述第一磁极的磁极性相同；

和/或，属于不同所述第二磁极对的两个相邻的所述第二磁极的磁极性相同。

本公开的一些实施例中，所述定子包括轭部，所述第一磁极、所述第二磁极分别与所述轭部相连；所述永磁体设置于所述轭部，所述永磁体位于属于同一所述第二磁极对中的两个所述第二磁极之间。

本公开的一些实施例中，每个所述第二磁极对中设有两个永磁体，两个所述永磁体分别设置在两个所述第二磁极的极靴位置。

本公开的一些实施例中，每个所述第二磁极对中设有一个永磁体，所述永磁体设置在所述第二磁极对中任意一个所述第二磁极的极靴位置。

本公开的一些实施例中，所述永磁偏置径向磁轴承具有呈预设夹角的第一径向方向和第二径向方向，多个所述第一磁极和多个所述第二磁极分别在所述定子的第一径向方向和/或第二径向方向对称设置。

本公开的一些实施例中，所述第一磁极与所述第二磁极的数量比为m:n；

其中，m:n=1：a，或者，m:n=b：1；

其中a、b为大于或等于1的整数。

本公开的一些实施例中，所述第一磁极对与所述第二磁极对的数量相等，且满足：m=n=3c，或者，m=n=4d;

其中c、d均为大于或等于1的整数。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开通过在定子上设置永磁体，永磁体与第二磁极对对应，以在第二磁极对中形成偏置磁通，降低励磁线圈的工作电流和降低磁轴承的功耗；本公开的控制磁通与偏置磁通相互独立，控制磁通不穿越偏置磁通，磁阻小，偏置磁通不会被控制磁通退磁，从而获得更好地降低磁轴承功耗的效果。同时，本公开中相邻磁极对的两个相邻磁极的磁极性相同，相邻磁极对之间无磁极间耦合，能更易控制转子的平衡状态。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是相关技术中示出的径向磁轴承的示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的永磁偏置径向磁轴承的示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的永磁偏置径向磁轴承的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的永磁偏置径向磁轴承的示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的永磁偏置径向磁轴承的剖视图。

其中：10-定子；20-转子；30-气隙；40-第一径向方向；50-第二径向方向；60-磁极；1-第一磁极对；11-第一磁极；2-第二磁极对；21-第二磁极；111-励磁线圈；211-永磁体；12-控制磁通；22-偏置磁通；101-轭部；102-极靴。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

相关技术中，磁悬浮径向磁轴承的结构如图1所示，包括定子10和转子20，定子10和转子20之间形成气隙30，定子10的内环向内凸设有多个磁极60，每个磁极60上分别绕设有励磁线圈111，定子10内的多个磁极60的磁极性参考图1。但这种径向磁轴承在工作状态下，磁力全部来自励磁线圈111，为了维持转子20的平衡状态，励磁线圈111需要的电流较大，导致磁轴承的功耗较大。

为了解决以上技术问题，本公开提出了一种永磁偏置径向磁轴承，通过在定子的内环设置2n个第一磁极，2m个第二磁极，其中第一磁极上绕设励磁线圈。相邻两个第一磁极形成第一磁极对，第一磁极对中的两个第一磁极的磁极性相反，第一磁极对中形成控制磁通。相邻两个第二磁极形成第二磁极对，每个第二磁极对与至少一个永磁体对应设置，第二磁极对中的两个第二磁极的磁极性相反，第二磁极对中形成偏置磁通。本公开通过在定子上设置永磁体来形成偏置磁通，以降低励磁线圈的工作电流，达到降低磁轴承功耗的目的。

根据本公开一示例性实施例，如图2-图5所示，本实施例提出了一种永磁偏置径向磁轴承，包括定子10和转子20，转子20可转动的位于定子10内，且与定子10之间形成气隙30，以使转子20相对定子10实现无接触的转动。定子10的内环设有2n个第一磁极11和2m个第二磁极21，其中，m和n为大于或等于1的整数，第一磁极11上绕设有励磁线圈111，在励磁线圈111通电的情况下，第一磁极11产生磁极性。第一磁极11和第二磁极21由定子10的内环沿径向凸出形成，多个第一磁极11和多个第二磁极21沿定子10的内环的周向排布。第一磁极11和第二磁极21的结构可以设置为相同，也可设置为不同。在一示例中（该示例未在图中示出），第二磁极21的宽度小于第一磁极11的宽度，以调节第一磁极11形成的控制磁通12达到预期的磁场强度。或第二磁极21的宽度大于第一磁极11的宽度，以调节第二磁极21形成的偏置磁通22达到预期的磁场强度。

相邻两个第一磁极11组成第一磁极对1，励磁线圈111通电状态下，属于同一第一磁极对1中的两个第一磁极11的磁极性相反，以使每个第一磁极对1中形成控制磁通12；为使属于同一磁极对中的两个第一磁极11的磁极性相反，绕设在两个第一磁极11上的励磁线圈111内的电流方向相反。相邻两个第一磁极11上的励磁线圈111可以采用例如反接串联的方式，也即其中一个第一磁极11的励磁线圈111的线头与另一个第一磁极11的励磁线圈111的线尾相连。定子10还包括永磁体211，永磁体211由具有较好磁性的材料制成，例如稀土永磁体或铁氧永磁体。相邻两个第二磁极21组成第二磁极对2，每个第二磁极对2与至少一个永磁体211对应设置，属于同一第二磁极对2中的两个第二磁极21的磁极性相反，以使每个第二磁极对2中形成偏置磁通22。永磁体211通磁方向可以是轴向充磁、径向充磁或平行充磁，可根据永磁体211的结构以及在定子10上的设置位置来确定永磁体211的充磁方向。还可以采用不同的磁化强度来磁化不同的永磁体211，以适应转子20的平衡状态，抵消部分静态非平衡力。

本实施例中，通过在定子上设置永磁体来形成偏置磁通，以降低励磁线圈的工作电流，降低了绕组功耗和控制功效损耗，达到降低磁轴承功耗的目的。

根据本公开一示例性实施例，如图2和图5所示，本实施例包括以上实施例的全部内容，区别在于，本实施例的控制磁通12与偏置磁通22相互独立，控制磁通12不穿越偏置磁通22，磁阻小；偏置磁通22不会被控制磁通12退磁。控制磁通12与偏置磁通22的磁路方向根据第一磁极对1与第二磁极对2的位置来确定。在第一磁极对1与第二磁极对2相邻的情况下，对应的控制磁通12和偏置磁通22的磁路方向相反，以使控制磁通12和偏置磁通22相互独立，互不干扰。在第一磁极对1与第二磁极对2不相邻的情况下，对应的控制磁通12和偏置磁通22的磁路方向可以设置为相同或相反。

本实施例中控制磁通和偏置磁通相互独立，避免控制磁通与偏置磁通之间的耦合，控制磁通不会穿越偏置磁通，磁阻小，保证了控制磁通的磁场强度，能更好维持转子的平衡状态。偏置磁通不会被控制磁通退磁，从而获得更好地降低磁轴承功耗的效果。

本实施中，根据第一磁极对1和第二磁极对2的数量的不同，第一磁极对1和第二磁极对2的排布方式不相同。在一示例中，参考图2-图4，当n=m时，第一磁极对1和第二磁极对2交替设置，也即，第一磁极对1位于相邻的两个第二磁极对2之间，第二磁极对2位于相邻的两个第一磁极对1之间。另一示例中（该示例未在图中示出），当n＞m时，说明第一磁极对1的数量多于第二磁极对2的数量，第二磁极对2位于相邻的两个第一磁极对1之间，也即，每个第二磁极对2的两侧均设有一个第一磁极对1，而每个第一磁极对1的两侧可以是第一磁极对1，也可以是第二磁极对2，还可以一侧为第一磁极对1另一侧为第二磁极对2。再一示例中（该示例未在图中示出），当n＜m时，说明第一磁极对1的数量少于第二磁极对2的数量，第一磁极对1位于相邻的两个第二磁极对2之间，也即，每个第一磁极对1的两侧均设有一个第二磁极对2，而每个第二磁极对2的两侧可以是第二磁极对2，也可以是第一磁极对1，还可以一侧为第一磁极对1另一侧为第二磁极对2。第一磁极对1和第二磁极对2的排布方式可根据磁轴承的规格要求、工艺生产难易程度、生产成本等方面综合考量来进行灵活选择。

本实施例中通过将第一磁极对设置在相邻第二磁极对之间，和/或将第二磁极对设置在相邻第一磁极对之间，以使控制磁通和偏置磁通交替出现，在降低磁轴承能耗的同时更易于控制转子的平衡状态。

根据本公开一示例性实施例，为了避免第一磁极对1与第一磁极对1之间、第二磁极对2与第二磁极对2之间以及第一磁极对1与第二磁极对2之间出现磁通路耦合的情况，本实施例的永磁偏置径向磁轴承中，根据第一磁极对1与第二磁极对2的排布情况来对相邻磁极对的磁极性进行限定。在一示例中，参考图2-图4，当第一磁极对1与第二磁极对2相邻时，第一磁极对1中的一个第一磁极11与第二磁极对2中的一个第二磁极21相邻，此时相邻的第一磁极11与第二磁极21的磁极性相同，避免第一磁极对1产生的控制磁通12与第二磁极对2产生的偏置磁通22产生耦合。另一示例中（该示例未在图中示出），当两个第一磁极对1相邻时，其中一个第一磁极对1中的一个第一磁极11与另一个第一磁极对1中的一个第一磁极11相邻，此时属于不同第一磁极对1的两个相邻的第一磁极11的磁极性相同，避免两个相邻的第一磁极对1分别产生的控制磁通12出现耦合的情况。再一示例中（该示例未在图中示出），当两个第二磁极对2相邻时，其中一个第二磁极对2中的第二磁极21与另一个第二磁极对2中的一个第二磁极21相邻，此时属于不同第二磁极对2的两个相邻的第二磁极21的磁极性相同，避免两个相邻的第二磁极对2分别产生的偏置磁通22产生耦合。

需要说明的是，本实施例的永磁偏置磁轴承中，多个第一磁极对1与多个第二磁极对2的排布关系可包括以上示例中的一种，或同时包括以上示例中的多种，可根据磁轴承的规格要求、工艺生产难度、生产成本等方面综合考量后进行灵活选择。

本实施例中，通过将位于不同第一磁极对的两个相邻第一磁极的磁极性设置为相同、和/或位于不同第二磁极对的两个相邻的第二磁极的磁极性设置为相同，和/或相邻的第一磁极对与第二磁极对之间相邻的第一磁极与第二磁极的磁极性设置为相同，以免第一磁极对与第一磁极对之间、第二磁极对于第二磁极对之间以及第一磁极对与第二磁极对之间出现磁通路耦合的情况，保证控制磁通和偏置磁通的磁通量，能更好维持转子的平衡状态，以及获得更好地降低磁轴承功耗的效果。

以下根据不同示例来对永磁体在定子上的设置位置进行详细介绍。

在一示例中，参考图2，定子10包括轭部101，第一磁极11、第二磁极21分别与轭部101相连；永磁体211设置于轭部101，永磁体211位于属于同一第二磁极对2中的两个第二磁极21之间。永磁体211两侧分别为N极和S极，偏置磁通22的磁路由永磁体211的N极流向S极。此时，靠近永磁体211的N极的第二磁极21的磁极性为N极，靠近永磁体211的S极的第二磁极21的磁极性为S极。与第二磁极对2相邻的两个第一磁极对1中，其中一个第一磁极对1与磁极性为N极的第二磁极21相邻，另一个第一磁极对1与磁极性为S极的第二磁极21相邻。与磁极性为N极的第二磁极21相邻的第一磁极11的磁极性为N极，属于同一第一磁极对1中的另一个第一磁极11的磁极性为S极；与磁极性为S极的第二磁极21相邻的第一磁极11的磁极性为S极，属于同一第一磁极对1中的另一个第一磁极11的磁极性为N极，控制磁通12的磁通路均由磁极性为N极的第一磁极11流向磁极性为S极的第一磁极11，与第二磁极对2相邻的两个第一磁极对1形成的控制磁通12的磁路方向均与偏置磁通22的磁路方向相反，且偏置磁通22与控制磁通12之间相互独立，控制磁通12与偏置磁通22之间不会出现磁通路耦合的情况，控制磁通12与偏置磁通22的磁路方向参考图2中箭头所示方向。

在另一示例中，参照图3，每个第二磁极对2中设有两个永磁体211，两个永磁体211分别设置在两个第二磁极21的极靴102位置，极靴102位置位于第二磁极21的末端，靠近气隙30处。其中一个永磁体211靠近转子20一侧的磁极性为N极，远离转子20一侧的磁极性为S极，这个永磁体211所在的第二磁极21的磁极性为N极；另一个永磁体211靠近转子20一侧的磁极性为S极，远离转子20一侧的磁极性为N极，这个永磁体211所在的第二磁极21的磁极性近似为S极；偏置磁通22的磁路由其中一个永磁体211的N极流向另一个永磁体211的S极。与第二磁极对2相邻的两个第一磁极对1中，其中一个第一磁极对1与磁极性为N极的第二磁极21相邻，另一个第一磁极对1与磁极性为S极的第二磁极21相邻。与磁极性为N极的第二磁极21相邻的第一磁极11的磁极性为N极，属于同一第一磁极对1中的另一个第一磁极11的磁极性为S极；与磁极性为S极的第二磁极21相邻的第一磁极11的磁极性为S极，属于同一第一磁极对1中的另一个第一磁极11的磁极性为N极，控制磁通12的磁通路均由磁极性为N极的第一磁极11流向磁极性为S极的第一磁极11，与第二磁极对2相邻的两个第一磁极对1形成的控制磁通12的磁路方向均与偏置磁通22的磁路方向相反，且偏置磁通22与控制磁通12之间相互独立，控制磁通12与偏置磁通22之间不会出现磁通路耦合的情况。控制磁通12与偏置磁通22的磁路方向参考图3中箭头所示方向。

再一示例中，参考图4，每个第二磁极对2中设有一个永磁体211，永磁体211设置在第二磁极对2中任意一个第二磁极21的极靴102位置，极靴102位置位于第二磁极21的末端，靠近气隙30处。如图3，永磁体211设置在第二磁极对2中的一个第二磁极21的极靴102位置，永磁体211靠近转子20一侧的磁极性为N极，远离转子20一侧的磁极性为S极，永磁体211所在的第二磁极21的磁极性为N极，偏置磁通22的磁路由永磁体211的N极经过属于同一第二磁极对2中的另一个第二磁极21后再流向永磁体211的S极，属于同一第二磁极对2中的另一个第二磁极21的磁极性为S极。与第二磁极对2相邻的两个第一磁极对1中，其中一个第一磁极对1与磁极性为N极的第二磁极21相邻，另一个第一磁极对1与磁极性为S极的第二磁极21相邻。与磁极性为N极的第二磁极21相邻的第一磁极11的磁极性为N极，属于同一第一磁极对1中的另一个第一磁极11的磁极性为S极；与磁极性为S极的第二磁极21相邻的第一磁极11的磁极性为S极，属于同一第一磁极对1中的另一个第一磁极11的磁极性为N极，控制磁通12的磁通路均由磁极性为N极的第一磁极11流向磁极性为S极的第一磁极11，与第二磁极对2相邻的两个第一磁极对1形成的控制磁通12的磁路方向均与偏置磁通22的磁路方向相反，且偏置磁通22与控制磁通12之间相互独立，控制磁通12与偏置磁通22之间不会出现磁通路耦合的情况。控制磁通12与偏置磁通22的磁路方向参考图4中箭头所示方向。

需要说明的是，本实施例的永磁偏置径向磁轴承中，永磁体211在定子10中的设置形式可为以上示例中的一种设置形式，或者为以上示例中多种设置形式的组合，可根据磁轴承的规格要求、工艺生产难易程度、生产成本等方面综合考量后进行灵活选择。

本实施例通过将永磁体设置在定子的不同位置，以在定子中产生不同类型的偏置磁通，从而获得不同的能耗降低效果。且与第二磁极对相邻的两个第一磁极对形成的控制磁通的磁路方向均与偏置磁通的磁路方向相反，偏置磁通与控制磁通之间相互独立，控制磁通与偏置磁通在定子和转子上分走不同的区域，无交互和共用磁路，相互间无耦合。

根据本公开一示例性实施例，如图2-图4所示，本实施例包括以上实施例的全部内容，区别在于，本实施例的永磁偏置径向磁轴承具有呈预设夹角的第一径向方向40和第二径向方向50，多个第一磁极11和多个第二磁极21在定子10的第一径向方向40和/或第二径向方向对称设置；第一径向方向40位于多个第一磁极对1中的一个第一磁极对1之间；或者，第一径向方向40位于多个第二磁极对2中的一个第二磁极对2之间。第二径向方向50位于多个第一磁极对1中其它第一磁极对1之间；或者，第二径向方向50位于多个第二磁极对2中其它第二磁极对2之间；第一径向方向40和第二径向方向50之间的预设夹角可根据实际需求进行设计，例如，预设夹角为90度。

在一些实施方式中，参考图2-图4，第一径向方向40为图2-图4中示出的竖向径向方向，第一径向方向40位于同一第二磁极对2的两个第二磁极21之间。多个第一磁极11和多个第二磁极21在第一径向方向40对称设置。多个永磁体211相对于第一径向方向40的位置根据永磁体211在定子10上的位置来确定。在一示例中，参考图2，位于第一径向方向40的两个第二磁极对2分别对应一个永磁体211，其分别对应的一个永磁体211位于第一径向方向40上，其它永磁体211在第一径向方向40上对称设置。另一示例中，参考图3，位于第一径向方向40的两个第二磁极对2分别对应两个永磁体211，其分别对应的两个永磁体211在第一径向方向40上对称设置，其它永磁体211在第一径向方向40上对称设置。再一示例中，参考图4，位于第一径向方向40的两个第二磁极对2分别对应一个永磁体211，其分别对应的一个永磁体211与第一径向方向40呈一定夹角设置，其它永磁体211在第一径向方向40上不对称。

在一些实施方式中，参考图2-图4，第二径向方向50为图2-图4中示出的横向径向方向，第二径向方向50位于同一第二磁极对2的两个第二磁极21之间。多个第一磁极11和多个第二磁极21在第二径向方向50对称设置。多个永磁体211相对于第二径向方向50的位置根据永磁体211在定子10上的位置来确定。在一示例中，参考图2，位于第二径向方向50的两个第二磁极对2分别对应一个永磁体211，其分别对应的一个永磁体211位于第二径向方向50上，其它永磁体211在第二径向方向50上对称设置。另一示例中，参考图3，位于第二径向方向50的两个第二磁极对2分别对应两个永磁体211，其分别对应的两个永磁体211在第二径向方向50上对称设置，其它永磁体211在第二径向方向50上对称设置。再一示例中，参考图4，位于第二径向方向50的两个第二磁极对2分别对应一个永磁体211，其分别对应的一个永磁体211与第二径向方向50呈一定夹角设置，其它永磁体211在第二径向方向50上不对称。

需要说明的是，本实施例中的多个第一磁极11和多个第二磁极21可在第一径向方向40或第二径向方向50上对称设置，或者同时在第一径向方向40和第二径向方向50对称设置，可根据磁轴承的规格要求、工艺生产难度、生产成本等方面综合考量后进行灵活选择。

本实施例通过将多个第一磁极和多个第二磁极在分别在第一径向方向和/或第二径向方向上对称设置以使磁轴承产生强度均衡的控制磁通和偏置磁通，以更好维持转子的平衡状态。

本实施例中第一磁极11和第二磁极21的数量可根据实际需求来进行灵活设计，在一示例中，第一磁极11与第二磁极21的数量比为m:n，满足：m:n=1：a，a为大于或等于1的整数，例如m：n为1:1或1:2或1:3。另一示例中，第一磁极11与第二磁极21的数量比为m:n，满足：m:n=b：1，b为大于或等于1的整数，例如m：n为1:1或2:1或3:1。

本实施例中通过对第一磁极和第二磁极的数量进行合理设计，以获得满足不同功能需求的永磁偏置径向磁轴承。

本实施例中根据控制方法的不同，第一磁极对1和第二磁极对2的数量也可根据实际需求来进行灵活设计，例如m=n=3c，或者，m=n=4d；其中c、d为大于或等于1的整数。参考图2-图4，第一磁极对1和第二磁极对2的数量分别为4对，当然，第一磁极对1和第二磁极对2的数量也可以是3对、6对或8对。

本实施例中通过对第一磁极对和第二磁极对的数量进行合理设计，以满足不同的控制需求。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方案后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种永磁偏置径向磁轴承，其特征在于，包括定子（10）和转子（20），所述转子（20）位于所述定子（10）内，且与所述定子（10）之间形成气隙（30）；

所述定子（10）的内环设有2n个第一磁极（11），所述第一磁极（11）上绕设有励磁线圈（111），相邻两个所述第一磁极（11）组成第一磁极对（1），所述励磁线圈（111）通电状态下，属于同一所述第一磁极对（1）中的两个所述第一磁极（11）的磁极性相反，以使每个所述第一磁极对（1）中形成控制磁通（12）；

所述定子（10）的内环还设有2m个第二磁极（21），相邻两个所述第二磁极（21）组成第二磁极对（2）；所述定子（10）还包括永磁体（211），每个所述第二磁极对（2）与至少一个所述永磁体（211）对应设置，属于同一所述第二磁极对（2）中的两个所述第二磁极（21）的磁极性相反，以使每个所述第二磁极对（2）中形成偏置磁通（22）；

其中，m、n均为大于或等于1的整数；所述第二磁极（21）上没有绕设励磁线圈（111）；

所述偏置磁通（22）与所述控制磁通（12）相互独立；所述控制磁通（12）不穿越所述偏置磁通（22），所述偏置磁通（22）不会被所述控制磁通（12）退磁；

当n≥m时，所述第二磁极对（2）位于相邻的两个所述第一磁极对（1）之间；或者，当n＜m时，所述第一磁极对（1）位于相邻的两个所述第二磁极对（2）之间；

当第一磁极对（1）与第二磁极对（2）相邻时，相邻的所述第一磁极（11）与所述第二磁极（21）的磁极性相同；当两个所述第一磁极对（1）相邻时，属于不同所述第一磁极对（1）的两个相邻的所述第一磁极（11）的磁极性相同；当两个所述第二磁极对（2）相邻时，属于不同所述第二磁极对（2）的两个相邻的所述第二磁极（21）的磁极性相同；相邻磁极对之间无磁极间耦合。

2.根据权利要求1所述的一种永磁偏置径向磁轴承，其特征在于，所述定子（10）包括轭部（101），所述第一磁极（11）、所述第二磁极（21）分别与所述轭部（101）相连；所述永磁体（211）设置于所述轭部（101），所述永磁体（211）位于属于同一所述第二磁极对（2）中的两个所述第二磁极（21）之间。

3.根据权利要求1所述的一种永磁偏置径向磁轴承，其特征在于，每个所述第二磁极对（2）中设有两个所述永磁体（211），两个所述永磁体（211）分别设置在两个所述第二磁极（21）的极靴（102）位置。

4.根据权利要求1所述的一种永磁偏置径向磁轴承，其特征在于，每个所述第二磁极对（2）中设有一个所述永磁体（211），所述永磁体（211）设置在所述第二磁极对（2）中任意一个所述第二磁极（21）的极靴（102）位置。

5.根据权利要求1所述的一种永磁偏置径向磁轴承，其特征在于，所述永磁偏置径向磁轴承具有呈预设夹角的第一径向方向和第二径向方向，多个所述第一磁极（11）和多个所述第二磁极（21）分别在所述定子（10）的第一径向方向（40）和/或第二径向方向（50）对称设置。

6.根据权利要求1所述的一种永磁偏置径向磁轴承，其特征在于，所述第一磁极（11）与所述第二磁极（21）的数量比为m:n；

其中，m:n=1：a，或者，m:n=b：1；

其中a、b为大于或等于1的整数。

7.根据权利要求6所述的一种永磁偏置径向磁轴承，其特征在于，所述第一磁极对（1）与所述第二磁极对（2）的数量相等，且满足：m=n=3c，或者，m=n=4d;

其中，c、d均为大于或等于1的整数。

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