一种车载飞轮电池用恒流源偏置三自由度球面混合磁轴承.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CN107218298A(43)申请公布日2017.09.29(21)申请号201710622933.8(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4页附图5页(54)发明名称一种车载飞轮电池用恒流源偏置三自由度球面混合磁轴承(57)摘要本发明公开一种车载飞轮电池用恒流源偏置三自由度球面混合磁轴承，转子外从上往下依次同轴套有径向定子、恒流源定子和轴向定子；恒流源定子上端面和下端面分别与径向定子轭部和轴向定子固定相接，恒流源定子内装有恒流源线圈；转子下端紧密套有拉力盘，轴向定子内腔中置放紧贴其内壁的轴向控制线圈；径向定子轭部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，每个径向定子极的内端极靴内表面为凹球面，转子的凸球体的侧面是凸球面，凹球面在径向上正对着凸球面，采用恒流源定子代替永磁体以提供偏置磁通，既可提供径向偏置磁通，也可提供轴向偏置磁通；定转子都采用球面结构，降低定子磁极对转子产生的干扰力矩。CN107218298ACN107218298A权利要求书1/1页1.一种车载飞轮电池用恒流源偏置三自由度球面混合磁轴承，正中间是转子（9），其特征是：转子（9）外从上往下依次同轴套有径向定子（1）、恒流源定子（4）和轴向定子（6）；恒流源定子（4）是环形结构，上端面和下端面分别与径向定子（1）轭部和轴向定子（6）固定相接，恒流源定子（4）内装有恒流源线圈（5）；转子（9）下端紧密套有拉力盘（8），轴向定子（6）位于拉力盘（8）上方且轴向定子（6）下端面与拉力盘（8）上端面之间留有轴向气隙，轴向定子（6）内腔中置放紧贴其内壁的轴向控制线圈（7）；径向定子（1）轭部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，每个径向定子极的内端极靴内表面为凹球面；转子（9）是由凸球体（91）和圆柱体（92）上下连接而成，凸球体（91）的侧面是凸球面（911），每个径向定子（1）的凹球面在径向上正对着该凸球面（911）且其间留有径向气隙。2.根据权利要求1所述的一种车载飞轮电池用恒流源偏置三自由度球面混合磁轴承，其特征是：轴向定子（6）是由大圆环体（61）、圆盘（62）以及一个小圆环体（63）在轴向上依序上下固定连接组成，大圆环体（61）的外径等于圆盘（62）的外径，小圆环体（63）的内径等于圆盘（62）的内径，大圆环体（61）的内径大于小圆环体（63）的外径；大圆环体（61）的内腔中置放紧贴大圆环体（61）内壁的轴向控制线圈（7）。3.根据权利要求2所述的一种车载飞轮电池用恒流源偏置三自由度球面混合磁轴承，其特征是：恒流源定子（4）、径向定子（1）轭部以及大圆环体（61）的内径、外径对应地都相等。4.根据权利要求2所述的一种车载飞轮电池用恒流源偏置三自由度球面混合磁轴承，其特征是：小圆环体（63）的内径大于转子（9）的外径。5.根据权利要求1所述的一种车载飞轮电池用恒流源偏置三自由度球面混合磁轴承，其特征是：转子（9）的圆柱体（92）下端紧密套有拉力盘（8），拉力盘（8）的下端面与圆柱体（92）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恒流源偏置三自由度球面混合磁轴承，其特征是：凹球面和凸球面（911）在轴向上的厚度相等，当转子（9）处于平衡位置时，凸球面（911）和凹球面的球心重合。7.根据权利要求1所述的一种车载飞轮电池用恒流源偏置三自由度球面混合磁轴承，其特征是：恒流源线圈（5）通过环形的线圈架（3）固定连接恒流源定子（4）。8.根据权利要求1所述的一种车载飞轮电池用恒流源偏置三自由度球面混合磁轴承，其特征是：三个径向定子极的上端面、下端面分别与径向定子（1）轭部上端面、下端面对应地平齐。2CN107218298A说明书1/4页一种车载飞轮电池用恒流源偏置三自由度球面混合磁轴承技术领域[0001]本发明涉及非机械接触式磁悬浮轴承，特指一种恒流源偏置三自由度混合磁轴承，对车载飞轮电池悬浮支撑。背景技术[0002]目前制约电动汽车发展的主要难题是车载动力电池的性能，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，其充电效率高、比能量、比功率大，质量小且无污染。由于电动汽车空间有限，对飞轮电池的体积的要求就相对比较高，而磁悬浮轴承是对飞轮电池提供支撑的关键部件，其体积大小直接影响飞轮电池的体积。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，名称为磁悬浮轴承结构与磁路分析，介