[发明专利]磁轴承

说明书

本发明提供了一种磁轴承，转子叠片和推力盘设置在上磁极和下磁极之间，转子叠片设置在推力盘的外侧，推力盘与上磁极之间设有上轴向工作间隙，与下磁极之间设有下轴向工作间隙；定子叠片套设在转子叠片的外侧，定子叠片与转子叠片之间设有径向工作间隙；永磁偏置磁钢套设在定子叠片的外侧；导磁环套设在永磁偏置磁钢的外侧；轴向控制线圈设置在上磁极和下磁极之间；径向控制线圈设置在定子叠片上。本发明提供的磁轴承，在轴向控制线圈通电时，轴向控制线圈形成的磁路经过推力盘而不经过转子叠片，从而避免转子叠片受到轴向力，防止轴向力导致的转子叠片散片现象；径向控制线圈形成的磁路经过转子叠片，降低了磁轴承的转子涡流损耗。

技术领域

本发明涉及轴承技术领域，更具体而言，涉及一种磁轴承。

背景技术

磁轴承利用电磁力作用将转子悬浮于空间，使转子与定子之间没有机械摩擦，是一种低损耗、高性能轴承。在实现高转速的同时，还具有无机械磨损、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，在高速设备中的应用越来越广泛。目前磁轴承主要有两类：纯电磁磁轴承和永磁偏置磁轴承。其中永磁偏置磁轴承中永磁体的价格会导致磁轴承成本增加。

一相关技术中提出一种三自由度集成的轴-径向组合磁轴承，该磁轴承采用两个永磁环提供偏置磁场，分别位于定子叠片的两端，增加了磁轴承成本。另外，磁轴承转子部分采用硅钢叠片，可以降低径向磁轴承功耗，但轴向力会导致转子硅钢叠片存在散片风险。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提供一种磁轴承。

为实现上述目的，本发明的一个方面的技术方案提供了一种磁轴承，包括：轴向磁轴承定子，包括上磁极和下磁极；转子叠片和推力盘，设置在所述上磁极和所述下磁极之间，所述转子叠片设置在所述推力盘的外侧，所述推力盘与所述上磁极之间设有上轴向工作间隙，所述推力盘与所述下磁极之间设有下轴向工作间隙；定子叠片，设置在所述上磁极和所述下磁极之间，并套设在所述转子叠片的外侧，所述定子叠片与所述转子叠片之间设有径向工作间隙；永磁偏置磁钢，套设在所述定子叠片的外侧；导磁环，套设在所述永磁偏置磁钢的外侧；轴向控制线圈，设置在所述上磁极和所述下磁极之间，用于产生轴向控制磁通；径向控制线圈，设置在所述定子叠片上，用于产生径向控制磁通；所述永磁偏置磁钢的磁路包括第一路和第二路，所述第一路由所述永磁偏置磁钢通过所述导磁环后，经所述上磁极-所述上轴向工作间隙-所述推力盘-所述转子叠片-所述径向工作间隙-所述定子叠片回到所述永磁偏置磁钢而闭合，所述第二路由所述永磁偏置磁钢通过所述导磁环后，经所述下磁极-所述下轴向工作间隙-所述推力盘-所述转子叠片-所述径向工作间隙-所述定子叠片回到所述永磁偏置磁钢而闭合；所述轴向控制线圈通电时，形成的磁路经所述导磁环-所述上磁极-所述上轴向工作间隙-所述推力盘-所述下轴向工作间隙-所述下磁极，回到所述导磁环；所述径向控制线圈通电时，形成的磁路经所述定子叠片-所述径向工作间隙回到所述定子叠片。

本发明上述技术方案提供的磁轴承，通过共用一个永磁偏置磁钢作为静态偏置磁场，并使永磁偏置磁钢只提供平衡负载或外界干扰的动磁场，大大降低系统因偏磁电流产生的功率损耗，节约了能源，降低了成本。

在转子叠片内侧设置推力盘，在轴向控制线圈通电时，轴向控制线圈形成的磁路经过推力盘而不经过转子叠片，从而避免转子叠片受到轴向力，防止轴向力导致转子叠片散片，提高磁轴承的可靠性。

另外，本发明上述技术方案提供的磁轴承还具有如下附加技术特征：

上述技术方案中，所述转子叠片套设在所述推力盘的外侧，并与所述推力盘过盈配合。

转子叠片可以为转子硅钢叠片，转子采用硅钢叠片和推力盘叠加方式，既可以降低径向磁轴承涡流损耗，又可以防止轴向力导致的转子硅钢叠片的硅钢片散片，从而提高了磁轴承的可靠性。