一种双永磁体外转子永磁偏置径向磁轴承.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101994761A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101994761A(43)申请公布日2011.03.30(21)申请号201010531919.5(22)申请日2010.11.04(66)本国优先权数据201010256250.32010.08.17CN(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人孙津济房建成乐韵刘刚汤继强王曦(74)专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251代理人李新华(51)Int.Cl.F16C32/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种双永磁体外转子永磁偏置径向磁轴承(57)摘要一种双永磁体外转子永磁偏置径向磁轴承，由外导磁环、外永磁体、定子铁心、激磁线圈、内导磁环、内永磁体和转子铁心组成，每个定子铁心组成4个磁极，2个定子铁心组成磁轴承左右两端8个磁极，分别组成X、Y轴正负方向的磁极，每个定子磁极绕制有激磁线圈，定子铁心外部是转子铁心，转子铁心外面是外导磁环，外永磁体位于外导磁环之间，外导磁环与转子铁心相连，转子铁心内表面与定子铁心外表面留有一定的间隙，形成空气隙，内永磁体位于内导磁环之间，本发明解决了现有空间用永磁偏置外转子径向磁轴承剩磁矩大的问题。ACN109476CCNN110199476101994766A权利要求书1/1页1.一种双永磁体外转子永磁偏置径向磁轴承，其特征在于：由外导磁环(1)、外永磁体(8)、定子铁心(3)、激磁线圈(4)、内导磁环(5)、内永磁体(2)和转子铁心(6)组成，每个定子铁心(3)组成4个磁极，2个定子铁心(3)组成磁轴承左右两端8个磁极，分别组成X、Y轴正负方向的磁极，每个定子磁极绕制有激磁线圈(4)，定子铁心(3)外部为转子铁心(6)，转子铁心(6)外部为外导磁环(1)，外永磁体(8)位于两个外导磁环(1)之间，转子铁心(6)内表面与定子铁心(3)外表面留有一定的间隙，形成空气隙(7)，定子铁心(3)的径向内部为内导磁环(5)，内永磁体(2)位于两个内导磁环(5)之间，外永磁体(8)为补偿永磁体。2.根据权利要求1所述的双永磁体外转子永磁偏置径向磁轴承，其特征在于：所述的外永磁体(8)的体积与内永磁体(2)的体积相等，且其充磁方向与内永磁体(2)的充磁方向相反。3.根据权利要求1所述的双永磁体外转子永磁偏置径向磁轴承，其特征在于：所述的内永磁体(2)和外永磁体(8)采用稀土永磁材料或铁氧体永磁材料制成。4.根据权利要求1所述的双永磁体内转子永磁偏置径向磁轴承，其特征在于：所述的定子铁心(3)的磁极可采用极靴形式以减小高速下的涡流损耗。5.根据权利要求1所述的双永磁体外转子永磁偏置径向磁轴承，其特征在于：所述的外导磁环(1)和内导磁环(5)均采用导磁性能良好的材料制成，如电工纯铁、1J50或硅钢的任意一种制成。6.根据权利要求1所述的双永磁体外转子永磁偏置径向磁轴承，其特征在于：所述的内永磁体(2)和外永磁体(8)为轴向圆环，沿轴向充磁。2CCNN110199476101994766A说明书1/4页一种双永磁体外转子永磁偏置径向磁轴承技术领域[0001]本发明涉及一种非接触磁悬浮轴承，特别是一种补偿剩磁矩的双永磁体外转子永磁偏置径向磁轴承，可作为空间用磁悬浮飞轮等旋转部件的无接触支撑，降低其自身剩磁对外界部件的磁干扰。背景技术[0002]磁悬浮轴承分纯电磁式和永磁偏置加电磁控制的混合式磁悬浮轴承，前者使用电流大、功耗大，永磁偏置加电磁控制的混合式磁悬浮轴承，利用永磁体替代纯电磁磁轴承中的偏置电流产生偏置磁场，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，具有降低功率放大器的损耗、减少磁轴承安匝数、缩小磁轴承体积、提高轴承承载能力等优点，故永磁偏置磁轴承在磁悬浮电机、高速飞轮系统等磁悬浮支承的高速运动场合得到了广泛的应用。空间用磁悬浮飞轮采用磁轴承支承，由于克服了传统机械轴承飞轮的摩擦以及不平衡振动等问题，因此可实现更高的转速、更长的寿命以及更高的输出力矩精度，剩磁矩是衡量卫星及其部件磁性大小的指标之一，也是卫星姿态控制执行机构一磁悬浮飞轮磁性大小的重要指标之一，特别是对于近地轨道卫星，由于地磁场的影响，如果卫星及其部件因为某些原因而残留较大的剩磁矩，则一方面使得整星剩磁矩会与地磁场相互作用产生干扰力矩，影响卫星的姿态控制精度；另一方面星体某一部件的剩磁矩可能会对卫星的其他部件产生干扰，如影响磁强计的测量精度等。因此在卫星的设计生产过程中，为减小卫星内部各磁部件之间的干扰，应对卫星的每个磁部件都有剩磁矩的要求。[0003]经过分析表明，磁悬浮飞轮中产生剩磁矩的磁源主要有永