一种车载飞轮电池用五自由度混合磁轴承.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107448474A(43)申请公布日2017.12.08(21)申请号201710623376.1(22)申请日2017.07.27(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人张维煜杨恒坤朱熀秋(51)Int.Cl.F16C32/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图8页(54)发明名称一种车载飞轮电池用五自由度混合磁轴承(57)摘要本发明公开一种车载飞轮电池用五自由度混合磁轴承，圆柱体的转子外同轴套有轴向定子和径向定子，径向定子由沿轴向上同轴布置且轭部连为一体的上部径向定子和下部径向定子组成，上下轭部形成径向定子极腔；上部径向定子的轭部上端和下部径向定子的轭部下端各沿圆周方向均匀布置三个径向定子极，每个径向定子极上绕有径向控制线圈；每个径向定子极内端表面为正对着转子的圆弧柱面；轴向定子同轴套在转子外正中间，轴向定子腔内是紧贴其内壁且套在转子外的轴向控制线圈，转子正中间外紧密套有拉力盘，轴向定子与拉力盘之间有轴向气隙，轴向定子外的正中间同轴紧密套环形永磁体；采用五自由度集成结构，缩短了轴的长度，有效抑制转子的陀螺效应。CN107448474ACN107448474A权利要求书1/1页1.一种车载飞轮电池用五自由度混合磁轴承，圆柱体的转子（8）外同轴套有轴向定子（4）和径向定子，其特征是：所述径向定子由沿轴向上同轴布置且轭部连为一体的上部径向定子（1）和下部径向定子（9）组成，上下轭部形成径向定子极腔（14）；在径向定子极腔（14）内，上部径向定子（1）的轭部上端和下部径向定子（8）的轭部下端各自沿圆周方向均匀布置三个径向定子极，每个径向定子极上绕有径向控制线圈；每个径向定子极内端表面为正对着转子（8）的圆弧柱面，圆弧柱面与转子（8）间有径向气隙；所述轴向定子（4）位于径向定子腔（14）内，同轴套在转子（8）外的正中间，轴向定子（4）具有轴向定子腔（15），轴向定子腔（15）内是紧贴其内壁且套在转子（8）外的轴向控制线圈（6）；转子（8）的正中间外紧密套有拉力盘（7），轴向定子（4）与拉力盘（7）之间有轴向气隙；轴向定子（4）外的正中间同轴紧密套一个环形永磁体（5），环形永磁体（5）径向充磁且与径向定子腔（14）的内壁紧密连接。2.根据权利要求1所述的一种车载飞轮电池用五自由度混合磁轴承，其特征是：轴向定子（4）由两个相同的圆盘（41）、一个大圆环体（42）及两个相同的小圆环体（43）而成，圆盘（41）的外径与大圆环体（42）的外径相等，圆盘（41）的内径与小圆环体（43）的内径相等，大圆环体（42）的内径大于小圆环体（43）的外径，两个圆盘（41）沿轴向上下面对面分布且之间同轴连接大圆环体（42），两个小圆环体（43）同轴套大圆环体（42）内，一个小圆环体（43）一端连接一个圆盘（41），另一端之间留有轴向距离，这一轴向距离大于拉力盘（7）的轴向厚度，小圆环体（43）和大圆环体（42）之间形成轴向定子腔（15）。3.根据权利要求2所述的一种车载飞轮电池用五自由度混合磁轴承，其特征是：拉力盘（7）的外径大于小圆环体（43）的外径，拉力盘（7）的外边缘伸在轴向定子腔（15）中。4.根据权利要求1所述的一种车载飞轮电池用五自由度混合磁轴承，其特征是：环形永磁体（5）的轴向厚度小于轴向定子（4）的轴向厚度。5.根据权利要求1所述的一种车载飞轮电池用五自由度混合磁轴承，其特征是：上部径向定子（1）的上端面和转子（8）的上端面平齐，下部径向定子（9）的下端面和转子（8）的下端面平齐。6.根据权利要求1所述的一种车载飞轮电池用五自由度混合磁轴承，其特征是：三个上部径向定子极和三个下部径向定子极的形全相同，上下投影重叠。7.根据权利要求1所述的一种车载飞轮电池用五自由度混合磁轴承，其特征是：三个上部径向定子极的上端面和上部径向定子（1）的轭部上端面平齐，三个下部径向定子极的下端面和下部径向定子（8）的轭部下端面平齐。2CN107448474A说明书1/5页一种车载飞轮电池用五自由度混合磁轴承技术领域[0001]本发明属于非机械接触式磁悬浮轴承，特别适用于对车载飞轮电池的悬浮支撑。背景技术[0002]车载飞轮电池是利用磁悬浮支承和飞轮的旋转惯量来实现能量存储的，其具有充电效率高、比能量、比功率大、质量小、无污染寿命长等优势。由于电动汽车空间有限，因此对飞轮电池的体积的要求就相对比较高。磁轴承作为飞轮电池的支撑部件，其大小对于飞轮电池的体积影响很大。期刊《机械设计与制造》，卷期号1001-3997（2007）06-0057-03，作者：朱熀秋、陈艳、谢意志，磁悬浮轴承结构与磁路分析，介绍了现有的磁悬浮轴承按受控自由度