[发明专利]一种磁轴承

权利要求书

1.一种磁轴承，其特征在于，包括转轴、转子、第一径向定子和第二径向定子；

所述第一径向定子呈环形，与所述转轴同轴线设置；所述转子套设于转轴上，与转轴一同设于第一径向定子内；

所述第二径向定子设有四个，沿圆周方向均匀分布于第一径向定子与转子之间；所述第一径向定子沿径向向内延伸有八个第一径向齿，每两个第一径向齿一对共计形成四个第二径向定子安装槽；所述第二径向定子与第一径向定子、第一径向齿之间均填充有非导磁材料；

所述第二径向定子呈E型，包括一个第一宽齿和两个第一窄齿，两第一窄齿对称分布于所述第一宽齿的两侧；所述第一窄齿与相邻的第一径向齿连同其间填充的非导磁材料构成第一复合齿；

所述第一复合齿上绕有径向悬浮线圈，相对的两个第二径向定子上的径向悬浮线圈串联，构成两个径向悬浮绕组；所述第一宽齿上绕有径向偏置线圈，所有径向偏置线圈串联，构成一个径向偏置绕组；

或者，

所述第一复合齿上绕有径向偏置线圈，所有径向偏置线圈串联构成一个径向偏置绕组；所述第一宽齿上绕有径向悬浮线圈，相对的两个第二径向定子上的径向悬浮线圈串联，构成两个径向悬浮绕组；

还包括环形磁导轭，所述套设于所述第一径向定子上，所述转子的两端还分别设有一个轴向力永磁定子和一个轴向力电磁定子；

所述轴向力永磁定子呈环形，嵌装于环形磁导轭内；所述轴向力电磁定子设有四个，沿圆周方向均匀分布于所述轴向力永磁定子内；所述轴向力永磁定子沿径向向内延伸有八个第二径向齿，每两个第二径向齿一对共计形成四个轴向力电磁定子安装槽；所述轴向力电磁定子与轴向力永磁定子、第二径向齿之间均填充有非导磁材料；

所述轴向力电磁定子呈E型，包括一个第二宽齿和两个第二窄齿，两第二窄齿对称分布于所述第二宽齿的两侧；所述第二窄齿与相邻的第二径向齿连同二者之间填充的非导磁材料构成第二复合齿；

所述第二复合齿上绕有轴向悬浮线圈，相对的两个轴向力电磁定子上的轴向悬浮线圈串联，构成两个轴向悬浮线圈串；所述第二宽齿上绕有轴向偏置线圈，所有轴向偏置线圈串联，构成一个轴向偏置线圈串。

2.根据权利要求1所述的磁轴承，其特征在于，所述环形磁导轭的两端嵌装有轴向定子，所述轴向定子沿轴向方向开设有供所述转轴穿出的通孔，沿通孔周边向内延伸有环形齿，所述环形齿与转子间隙配合；所述环形齿上绕有轴向悬浮线圈，两轴向悬浮线圈串联构成一轴向悬浮绕组。

3.根据权利要求1或2所述的磁轴承，其特征在于，所述环形磁导轭与第一径向定子之间还设有永磁体，所述永磁体设有四片，分别设于相邻两第二径向定子安装槽之间的对应位置处。

4.根据权利要求1所述的磁轴承，其特征在于，相邻两第二径向定子安装槽之间设有一永磁体，所述永磁体支撑于两相邻第一径向齿的末端，所述永磁体的高度小于第一径向齿的高度。

5.根据权利要求4所述的磁轴承，其特征在于，所述永磁体采用环向充磁，相邻两永磁体的充磁方向相反；径向偏置线圈施加直流励磁时，相邻两径向偏置线圈产生的磁场极性相反；永磁体和径向偏置线圈在对应第一复合齿上产生的磁场方向相同。

6.根据权利要求1所述的磁轴承，其特征在于，各第一径向齿的侧面末端均设有一永磁体，所述永磁体位于第二径向定子安装槽外部，相邻第二径向定子安装槽之间的永磁体通过一扇形结构连接，所述永磁体和扇形结构的高度均小于第一径向齿的高度。

7.根据权利要求6所述的磁轴承，其特征在于，所述永磁体采用环向充磁，相邻两永磁体的充磁方向相反；径向偏置线圈施加直流励磁时，各径向偏置线圈所产生的磁场极性相同；永磁体在扇形结构内产生的磁场与径向偏置线圈在第一宽齿上产生的磁场方向相同。