一种两气隙混合式外转子径向磁轴承.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101886668A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CNCN101886668101886668A(43)申请公布日2010.11.17(21)申请号201010226324.9(22)申请日2010.07.09(71)申请人北京奇峰聚能科技有限公司地址100010北京市东城区东四前炒面胡同33号瀚海科技大厦六层(72)发明人蒋涛(51)Int.Cl.F16C32/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种两气隙混合式外转子径向磁轴承(57)摘要本发明提供的一种两气隙混合式外转子径向磁轴承，包括转子铁芯、永磁体、定子铁芯与激磁线圈，四个定子铁芯磁极均匀分布在圆周上，其中四个永磁体镶嵌于相邻两个定子铁芯磁极之间，在圆周上呈90度放置。四个定子铁芯磁极周围绕有励磁线圈，定子铁芯采用极靴形式，用以降低磁轴承的旋转功耗；定子铁芯磁极外表面与转子铁芯内表面留有间隙，形成第一类气隙，永磁体与定子铁芯之间形成第二类气隙，其中第二类气隙的作用是使电磁磁路不经过永磁体本身即可形成磁路，从而减小了损耗。在设计的过程中应该使得第二类气隙的磁阻大于2倍第一类气隙磁阻。CN1086ACN101886668ACCNN110188666801886669A权利要求书1/1页1.一种两气隙混合式外转子径向磁轴承，其特征在于：包括定子铁芯(301)、永磁体(302)、转子铁芯(303)和励磁线圈(304)，4个定子铁芯(301)磁极均布于圆周上，4个永磁体(302)间隔嵌于相邻两个定子铁芯(301)磁极之间，并在定子圆周上呈90度放置，4个定子铁芯(301)磁极为极靴结构，并沿+X、-X、+Y和-Y方向分布，并且其周围绕制有激磁线圈(304)，定子铁芯磁极外表面与转子铁芯(303)内表面之间形成第一类气隙(306)，永磁体(302)与定子铁心两侧之间形成第二类气隙(305)。2.根据权利要求1所述的两气隙混合式外转子径向磁轴承，其特征在于：所述相邻定子极靴之间的距离为定转子之间第一类气隙(306)的5倍～10倍。3.根据权利要求1所述的两气隙混合式外转子径向磁轴承，其特征在于：所述定子极靴的极尖角为10～30度。4.根据权利要求1所述的两气隙混合式外转子径向磁轴承，其特征在于：所述的第二类气隙(305)长度在其截面积与第一类气隙(306)截面积相等时大于定转子之间第一类气隙长度的2倍。5.根据权利要求1所述的两气隙混合式外转子径向磁轴承，其特征在于：所述的永磁体(302)采用稀土永磁材料或铁氧体永磁材料或钕铁硼永磁材料。2CCNN110188666801886669A说明书1/3页一种两气隙混合式外转子径向磁轴承技术领域[0001]本发明涉及一种非接触混合式磁悬浮轴承，特别是涉及一种两气隙混合式外转子径向磁轴承。背景技术[0002]当前磁悬浮轴承分为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，电磁磁场提供辅助的调节承载力，永磁体产生的磁场承担主要的承载力，因而这种承载可减小控制电流，降低损耗。目前在混合式磁悬浮轴承领域，主要有以下几种结构：[0003]其一，在电磁磁路上放置永磁体，这样控制线圈所产生的磁通要穿过永磁体，由于永磁体磁阻很大，因而控制线圈要产生一定的电磁磁通需要较大的激磁电流，这将会增加轴承的功耗；[0004]其二，如图1所示，将永磁体直接与定子叠片铁芯相连，这样永磁磁路在垂直穿过定子铁芯时会损失过多的磁动势，因而会大大削减永磁体对转子的吸力；[0005]其三，将永磁体通过导磁环与叠片铁芯相连，电磁磁路经过叠片铁芯形成回路，这样永磁磁动势不会再叠片铁芯中产生损失，同时电励磁磁路也不会经过永磁体本身，但是这种结构的径向磁轴承其永磁磁路所在平面与电励磁磁路所在平面相互垂直，因而会导致轴向长度较长，故不能满足要求小体积、轻重量的应用场合。如图2所示的永磁偏置径向磁轴承结构(中国专利申请号：2005100862233.5)，其永磁磁路与电磁磁路互相平行，可以做到轴向长度短，但是这种结构的径向磁轴承为8个定子铁芯磁极结构，并且在气隙圆周存在磁场的交变，从而引起高转速下的涡流损耗。专利一种小体积低功耗永磁偏置外转子径向磁轴承(中国专利申请号：200510086831.6)中，所述结构虽然可以实现减轻重量，但是由于其气隙磁场在圆周方向上仍然存在磁密大小的波动，因此会导致转子在高速旋转时产生较大的涡流损耗，难以满足航天对功耗的要求。发明内容[0006]本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种两气隙混合式外转子径向磁轴承，体积小、重量轻且功耗低，易加工等优点。[0007]本发明的技术解决方案是：一种两气隙混合