[发明专利]磁性止推轴承

说明书

一种磁性轴承(20)，包括：转子(22)，所述转子将被支撑为绕轴线(502)旋转；定子(24)，所述定子从第一端(30)延伸到第二端(32)，并且包括：一个或多个第一永磁体(110)；一个或多个第二永磁体(112)，所述一个或多个第二永磁体的极性基本上与所述一个或多个第一永磁体的极性相反；第一轴向绕组(34)；第二轴向绕组(36)；第一端杆(120)；以及第二端杆(122)。

相关申请的交叉引用

要求保护2016年8月31日提交并且名称为“磁性止推轴承(Magnetic ThrustBearing)”的美国专利申请No. 62/381,746的权益，其公开内容以全文引用的方式并入本文中，如同详细阐述一样，并且本申请是2016年2月15日提交并且名称为“磁性轴承(Magnetic Bearing)”的PCT/US2016/017943的部分继续申请，其要求于2015年2月26日提交并且名称为“磁性轴承(Magnetic Bearing)”的美国专利申请No. 62/121,443的权益，这些申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中，如同详细阐述一样。

背景技术

本公开涉及磁性轴承。更具体地说，本公开涉及用于涡轮机的电磁轴承。

成熟的技术存在于主动磁性轴承中。2011年7月7日公开的美国专利申请公开2011/0163622A1公开了一种提供径向和轴向支撑的电磁轴承。对于轴向支撑，定子具有一对相对的轴向杆，所述轴向杆通过轴向背铁在外径(OD)处接合。轴向线圈周向地包裹背铁的内侧并且形成穿过轴向杆和背铁的磁通路径，其中轴向杆之间的内侧间隙被由间隙内的转子叠片堆叠形成的致动器目标跨越。

在轴向线圈的径向内侧，定子包括由叠片堆叠形成的径向致动器杆组件。此叠片堆叠具有完整的环形外环部分和多个径向向内的凸起，每个凸起由相关联的径向控制线圈包裹。在径向致动器杆组件附近在其相对轴向端处，一对永磁体环夹持在径向致动器杆组件与轴向杆之间。

在从致动器目标径向行进通过径向杆组件、通过永磁体轴向向外转弯、接着径向向内穿过相关联的轴向杆、轴向向内转回以进入致动器目标的末端并且接着径向向外转回的相对侧处产生一对径向磁通回路。因此，一对相反正负号的径向磁通量被轴向磁通回路包围。

另一四径向杆径向轴承配置涉及径向和周向而非轴向通过的磁通路径。在此配置中，可以在若干条件之间切换。一组涉及的磁通路径具有穿过一对相对的杆的中心直径支路和两个圆周支路，所述两个圆周支路围绕另一对的相应杆周向地穿过背铁。所述两对因此产生两个可能的如下路径：每个路径具有两个可能的方向。另外，另一组涉及的第一磁通路径支路径向穿过一个杆、周向转弯以穿过背铁到达两个相邻杆中的一者，并且接着径向地返回通过所述相邻杆以与轴中的第一支路相接。

发明内容

本公开的一个方面涉及一种磁性轴承，所述磁性轴承包括：转子，所述转子将被支撑为绕轴线旋转；定子，所述定子从第一端延伸到第二端，并且包括：一个或多个第一永磁体；一个或多个第二永磁体，所述一个或多个第二永磁体的极性基本上与所述一个或多个第一永磁体的极性相反；第一轴向绕组；第二轴向绕组；第一端杆；以及第二端杆。

在其它实施方案中的一个或多个实施方案中，所述一个或多个第一永磁体和所述一个或多个第二永磁体是非稀土磁体。

在其它实施方案中的一个或多个实施方案中，所述磁性轴承是没有径向绕组的止推轴承。

在其它实施方案中的一个或多个实施方案中，所述磁性轴承不含定子叠片。

在其它实施方案中的一个或多个实施方案中，所述转子包括具有径向凸缘的金属芯。

在其它实施方案中的一个或多个实施方案中，所述金属芯径向凸缘承载轴向层叠的金属护套。

在其它实施方案中的一个或多个实施方案中，所述第一端杆和所述第二端杆径向地延伸到所述轴向层叠的金属护套的内侧。