CN201420807Y - 混合磁路的磁悬浮轴承装置 - Google Patents

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黄平林
齐洪喜
于晓东
吴小青
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Abstract

本实用新型公开了一种混合磁路的磁悬浮轴承装置，包括对称的左、右轴承，每个轴承由定子、套在线圈铁芯上的电磁线圈、外壳、位置传感器组成，导磁材料制成的定子和线圈铁芯固定在外壳上，转子的表面与定子和线圈铁芯之间有一层导磁材料制成的转子叠片，转子叠片固定在转子上，与定子和线圈铁芯之间有微小的气隙，定子和线圈铁芯之间固定有环形的永磁体，永磁体的磁力线通过左、右轴承的轴心线，本实用新型轴向自由度利用环形的永磁体磁场的向心力实现轴承的被动悬浮，只需要四路控制信号即可控制五自由度磁悬浮轴承系统，节省了磁悬浮轴承控制器的一个控制路数，降低了控制器的成本和体积，提高了磁悬浮轴承系统的可靠性。

Description

混合磁路的磁悬浮轴承装置
技术领域
本实用新型涉及一种磁悬浮轴承装置，尤其是带有永磁的混合磁路的磁悬浮轴承装置。
背景技术
目前，实现五自由度完全悬浮的磁悬浮轴承系统需要五路控制信号。每个自由度需要一路控制信号，通过调节输出电流或电压的大小来改变电磁力的大小，达到调节轴承转子位置的目的。《磁悬浮轴承系统的试验研究》(《华中科技大学学报》2007.01)公开了一种磁悬浮轴承系统，本系统需要五路控制信号实现了磁悬浮轴承五自由度的完全悬浮。由于输出控制信号的路数多，线路麻烦，而且控制装备的体积比较大。
发明内容
本实用新型的目的是为克服一般五自由度磁悬浮轴承系统需要控制信号路数多的缺点，提供了一种混合磁路的磁悬浮轴承装置。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现的：一种混合磁路的磁悬浮轴承装置，包括对称的左、右轴承，每个轴承由定子、套在线圈铁芯上的四个电磁线圈、外壳、位置传感器组成，导磁材料制成的定子和线圈铁芯固定在外壳上，电磁线圈套在线圈铁芯上，四个电磁线圈位于转子的上、下、前、后，围绕转子圆周均匀分布，外壳固定在底座上，左、右轴承的轴心线位于同一直线上，定子和线圈铁芯之间固定有环形的永磁体，永磁体的磁力线通过左、右轴承的轴心线，转子的表面与定子和线圈铁芯之间有一层导磁材料制成的转子叠片，转子叠片固定在转子上，与定子和线圈铁芯之间有微小的气隙，在外壳上与转子对应位置固定有位置传感器。
由于采用上述结构，环形的永磁体产生的静态磁场在转子叠片中为轴向方向，由于磁场向心力的作用，当转子在轴向偏离时，永磁体的磁场力由于对称性，合力为轴向方向，把转子拉到平衡位置，转子在轴向方向会被动的处于中心位置，所以对于五自由度完全悬浮的磁悬浮轴承的控制，径向的四个自由度由控制器通过电磁线圈来实现控制主动悬浮，轴向自由度利用环形的永磁体磁场的向心力实现轴承的被动悬浮，本实用新型只需要四路控制信号即可控制五自由度磁悬浮轴承系统，节省了磁悬浮轴承控制器的一个控制路数，降低了电路的复杂度，减少了控制器的故障率，降低了控制器的成本和体积，提高了磁悬浮轴承系统的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型转子偏离轴向平衡位置的受力示意图。
其中图1兼做摘要附图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
如图所示，一种混合磁路的磁悬浮轴承装置，包括对称的左、右轴承，每个轴承由定子1、套在线圈铁芯4上的四个电磁线圈2、外壳5、位置传感器8组成，导磁材料制成的定子和线圈铁芯固定在外壳上，电磁线圈2套在线圈铁芯4上，四个电磁线圈位于转子的上、下、前、后，围绕转子圆周均匀分布，外壳固定在底座7上，左、右轴承的轴心线位于同一直线上，定子和线圈铁芯之间固定有环形的永磁体3，永磁体3的磁力线通过左、右轴承的轴心线，转子6的表面与定子1和线圈铁芯4之间有一层导磁材料制成的转子叠片9，转子叠片9固定在转子6上，与定子1和线圈铁芯4之间有微小的气隙，在外壳上与转子6对应位置固定有位置传感器8。
图2是本实用新型转子偏离轴向平衡位置的受力示意图，图中的转子6和转子叠片9，虚线表示转子处于中心平衡位置，实线表示转子偏离中心平衡位置。环形的永磁体3产生的静态磁场在转子叠片9中为轴向方向，由于磁场向心力的作用，当转子在轴向偏离时，永磁体的磁场力由于对称性，合力为轴向方向，把转子拉到平衡位置，转子在轴向方向会被动的处于中心位置，所以对于五自由度完全悬浮的磁悬浮轴承的控制，径向的四个自由度由控制器通过电磁线圈2来实现控制主动悬浮，轴向自由度利用环形的永磁体3磁场的向心力实现轴承的被动悬浮。

Claims (1)

1、一种混合磁路的磁悬浮轴承装置，包括对称的左、右轴承，每个轴承由定子(1)、套在线圈铁芯(4)上的四个电磁线圈(2)、外壳(5)、位置传感器(8)组成，导磁材料制成的定子和线圈铁芯固定在外壳上，四个电磁线圈(2)位于转子的上、下、前、后，围绕转子圆周均匀分布，外壳固定在底座(7)上，左、右轴承的轴心线位于同一直线上，转子(6)的表面与定子和线圈铁芯之间有一层导磁材料制成的转子叠片(9)，转子叠片固定在转子上，与定子和线圈铁芯之间有微小的气隙，在外壳上与转子(6)对应位置固定有位置传感器(8)，其特征在于：定子和线圈铁芯之间固定有环形的永磁体(3)，永磁体(3)的磁力线通过左、右轴承的轴心线。
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