[发明专利]一种三磁路洛伦兹力磁轴承

说明书

本发明公开了一种三磁路洛伦兹力磁轴承，主要由内转子组件、外转子组件和定子组件组成，内转子组件主要包括：内上轴向充磁磁钢、内中轴向充磁磁钢、内下轴向充磁磁钢、内上径向充磁磁钢、内下径向充磁磁钢、内隔磁环；外转子组件主要包括：外上轴向充磁磁钢、外中轴向充磁磁钢、外下轴向充磁磁钢、外上径向充磁磁钢、外下径向充磁磁钢、外隔磁环；定子组件主要包括杯形定子骨架和绕组线圈。轴向整环充磁磁钢与径向分块充磁磁钢组合工作，将传统单磁通回路拓扑为三磁通回路，通过两两回路磁场叠加达到提升磁场线性度和磁场强度的效果，利用轴向整环充磁磁钢补偿径向分块磁钢拼接处磁场的不连续性，能够有效降低功耗、提升控制精度。

技术领域

本发明涉及一种磁轴承，尤其涉及一种三磁路洛伦兹力磁轴承。

背景技术

根据电磁力计算和表示方法的不同可以将磁轴承分为磁阻式磁轴承和洛伦兹力磁轴承。前者通过控制磁轴承定子和转子间的气隙磁阻大小，改变电磁力大小和方向实现转子的无接触悬浮；后者通过放置在恒定磁场中的定子线圈电流的大小和方向，改变电磁力大小和方向，实现转子悬浮。洛伦兹力磁轴承方案设定后，气隙磁阻和磁动势均为恒值，磁密大小和方向不变，线圈有效长度为定值，导电线圈产生的电磁力只与电流有关，且理论上呈线性关系，具有较好的线性度，因而洛伦兹力磁轴承一般适合用于高精度控制。

授权专利ZL 201510146044.X所述的一种外转子洛伦兹力轴向磁轴承采用单边磁钢结构，具有结构简单、可靠性好的特点。授权专利ZL 201510144912.0所述的一种双定子三自由度洛伦兹力磁轴承能够实现轴向平动和径向两自由度偏转控制，且平动控制和偏转控制间完全解耦，提高了控制性能。授权专利ZL 201510243920.0所述的一种两自由度洛伦兹力外转子球面磁轴承采用球壳状气隙，转子可以较大角度偏转。但上述专利中均采用分块拼接而成的径向充磁磁钢，均为单磁通回路，工作气隙处磁通密度较小，大大增加了线圈功耗，同时磁钢拼接处磁场不连续，制约了控制精度的提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种三磁路洛伦兹力磁轴承，采用轴向整环充磁磁钢与径向分块充磁磁钢组合工作的方式，将传统单磁通回路拓扑为三磁通回路。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的三磁路洛伦兹力磁轴承，主要由内转子组件、外转子组件和定子组件三部分组成，所述内转子组件主要包括：内上轴向充磁磁钢、内中轴向充磁磁钢、内下轴向充磁磁钢、内上径向充磁磁钢、内下径向充磁磁钢、内隔磁环；所述外转子组件主要包括：外上轴向充磁磁钢、外中轴向充磁磁钢、外下轴向充磁磁钢、外上径向充磁磁钢、外下径向充磁磁钢、外隔磁环；所述定子组件主要包括杯形定子骨架和绕组线圈；所述内转子组件位于定子组件径向内侧，内隔磁环位于内转子组件的径向内部，内上轴向充磁磁钢位于内转子组件径向外部上端，内中轴向充磁磁钢位于内转子组件径向外部中间，内下轴向充磁磁钢位于内转子组件径向外部下端，内上径向充磁磁钢位于内转子组件径向外部、内上轴向充磁磁钢和内中轴向充磁磁钢之间，内下径向充磁磁钢位于内转子组件径向外部、内中轴向充磁磁钢和内下轴向充磁磁钢之间；所述外转子组件位于定子组件径向外侧，外隔磁环位于外转子组件的径向外部，外上轴向充磁磁钢位于外转子组件径向内部上端，外中轴向充磁磁钢位于外转子组件径向内部中间，外下轴向充磁磁钢位于外转子组件径向内部下端，外上径向充磁磁钢位于外转子组件径向内部、外上轴向充磁磁钢和外中轴向充磁磁钢之间，外下径向充磁磁钢位于外转子组件径向内部、外中轴向充磁磁钢和外下径向充磁磁钢之间。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的三磁路洛伦兹力磁轴承，由于采用轴向整环充磁磁钢与径向分块充磁磁钢组合工作的结构方案，将传统单磁通回路拓扑为三磁通回路，通过两两回路磁场叠加达到提升磁场线性度和磁场强度的效果，利用轴向整环充磁磁钢补偿径向分块磁钢拼接处磁场的不连续性，能够有效降低洛伦兹力磁轴承的功耗、提升控制精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的三磁路洛伦兹力磁轴承的旋转剖视图；