[发明专利]磁悬浮轴承定子、磁悬浮轴承、定子铁芯制作工装及方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁悬浮轴承领域，特别地，涉及一种磁悬浮轴承定子、磁悬浮轴承、定子铁芯制作工装及方法。

背景技术

磁悬浮轴承(Magnetic Bearing)是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。其原理是通过定子线圈绕组通电后，在定转子间形成闭合回路。磁力线通过定子磁极进入转子，在转子表面形成电磁力吸附转子，利用各磁极在转子圆周表面的吸附力的平衡作用，使转子悬浮在定转子气隙中，实现定转子间的无接触，所以转子的重量就固定在运转的轨道上，利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑，形成整个转子悬空，在固定运转轨道上。与传统的滚珠轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。

传统的径向磁悬浮轴承定子各自由度的磁路是相通的(如图10所示)，在正常运行工况下，由于各绕组通入的电流不相等，各极下的磁场并不是相互独立的，不同控制绕组电流产生的磁场之间存在着干扰耦合现象，图10示出了现有技术中的定子磁场分布图，从图上可以看出定子铁芯内部具有磁场43，而各个定子铁芯之间存在漏磁43a，这些漏磁43a造成磁场耦合，从而加剧了轴承控制的难度；另外由于漏磁43a的存在，致使磁极电磁力降低，这时需要增大电流来提高电磁力，进一步增加了涡流和磁滞损耗，这样就增大了能耗。因此由于耦合的存在，将导致磁悬浮轴承两个自由度上悬浮力的相互耦合，使轴承控制变的更加困难；同时也增大了电流损耗。

发明内容

本发明目的在于提供一种磁悬浮轴承定子、磁悬浮轴承、定子铁芯制作工装及方法，以解决不同绕组之间存在着干扰耦合导致磁悬浮轴承两个自由度上悬浮力的相互耦合，使轴承难于控制及电能损耗大的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种磁悬浮轴承定子，包括多个定子铁芯和定子外圈：多个定子铁芯有间隔地均匀分布在一个以定子外圈的中心为圆心的外周上；多个定子铁芯与定子外圈可拆卸地连接。由于多个定子铁芯与定子外圈呈拼块结构，各个定子铁芯之间磁场分布均匀，无漏磁，不存在磁场耦合现象，因此减小了电能损耗，并且使轴承易于控制。

进一步地，每个定子铁芯包括叠压在一起的多个硅钢片，每个硅钢片的朝向轴承轴心的一侧包括第一伸出部和第二伸出部，第一伸出部和第二伸出部之间具有角度地设置；

进一步地，角度大于或等于20度且小于或等于50度。

进一步地，硅钢片的朝向轴承轴心的一侧还包括第三伸出部，第三伸出部设置在第一伸出部和第二伸出部之间。

进一步地，硅钢片上设置有用于焊接的焊接槽，多个硅钢片之间通过焊接槽连接。

进一步地，焊接槽设置在硅钢片的远离轴承轴心的一侧。

进一步地，每个定子铁芯的各个硅钢片上的焊接槽沿直线排列，形成位于定子铁芯的远离轴承轴心的一侧的一个整体的直线槽。

进一步地，定子外圈为圆环体或方形体，圆环体或方形体的内侧设置有燕尾型的凸出部，凸出部之间形成与定子铁芯形状相适配的安装槽，定子铁芯通过安装槽固定安装。

进一步地，圆环体或方形体为中空结构。

进一步地，凸出部至少为两个。

进一步地，凸出部为四个。

本发明还提供一种磁悬浮轴承，包括磁悬浮轴承定子，磁悬浮轴承定子为前述的磁悬浮轴承定子。

本发明还提供一种用于制作定子铁芯的工装，包括支撑板、上压板，定子铁芯为前述的磁悬浮轴承定子的定子铁芯，工装还包括芯柱，支撑板的上表面与芯柱的下底面贴合固定，芯柱的上表面与上压板的下表面贴合固定，芯柱的周向面上设置有至少两个竖向卡槽，构成定子铁芯的硅钢片设置于支撑板与上压板之间并可沿竖向卡槽移动。

进一步地，支撑板的上表面开设有与芯柱适配的第一芯柱槽；和/或上压板的下表面开设有与芯柱适配的第二芯柱槽。

进一步地，支撑板开设有第一螺钉孔，芯柱的下底面开设有与第一螺钉孔相对应的第一螺纹孔，支撑板与所述芯柱通过螺钉连接；和/或上压板开设有第二螺钉孔，芯柱的上表面开设有与第二螺钉孔相对应的第二螺纹孔，上压板与芯柱通过螺钉连接。

进一步地，用于制作定子铁芯的工装还包括设置于支撑板上方并套设于芯柱上的底板。

进一步地，硅钢片的第一伸出部和第二伸出部分别置于对应的竖向卡槽内。