[发明专利]磁悬浮轮毂轴承及其磁力控制方法

说明书

本发明公开了一种磁悬浮轮毂轴承及其磁力控制方法，该磁悬浮轮毂轴承包括内圈，外圈，分离式磁力模块，磁力控制模块，所述内圈由内圈轴颈以及位于内圈轴颈两端的内圈右侧端部挡板和内圈左侧端部挡板组成，内圈轴颈中部设置有转子铁芯；外圈为一个半封闭型环绕结构，其设置有一个开口，开口正对转子铁芯，且转子铁芯插入开口中，外圈内设置有定子铁芯，定子铁芯上缠绕有控制线圈，定子铁芯正对转子铁芯；所述分离式磁力模块包括4对永磁体和混合磁性环；磁力控制模块包括一个加速度传感器，一个控制器，一个执行器。本发明能够同时保证汽车在转弯时在径向和轴向方向上都能很好的抵抗外力的干扰，磁力模块细化分布，磁力响应准确，稳定性好。

技术领域

本发明属于轴承技术领域，特别涉及一种磁悬浮轮毂轴承单元，具体是在径向具有双重磁力，并且径向方向上具有分段模块化磁力，在轴向上也具有模块化分段磁力的的轴承单元。

背景技术

现有的各种磁悬浮轮毂轴承单元，在原理上大都类似，在面对各种各样的复杂工况的时候，磁力轴承不同部位所受到的力是不同的，有些结构处受的力大，有些结构处受的力小，同一个磁力环不同位置所需里的方向也有差异，就需要一定的控制方法来控制磁力的大小与方向。在以往的磁悬浮轮毂轴承磁力控制方面，一般都是采用控制绕组控制整个混合磁性环中的电流，从而改变整个磁性环的磁力大小，但这种方法的缺陷在于，其控制磁力的手法太过于粗糙，不能精确地应对轴承不同部位不同受力情况，控制结果不佳，很容易造成轴承在工作时不能很好的保证工作间隙，严重的甚至导致磁悬浮轴承失灵。

发明内容

针对现有磁悬浮轮毂轴承单元结构方面设计不足之处，以及现有磁力控制手段太过于单一化简单化的问题，本发明的目的在于提供一种磁悬浮轮毂轴承及其磁力控制方法，从而更好地应对汽车在转弯时轴承对外力的主动响应，并保持足够的工作间隙。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种磁悬浮轮毂轴承，包括内圈，外圈，分离式磁力模块，磁力控制模块，其中：

所述内圈由内圈轴颈以及位于内圈轴颈两端的内圈右侧端部挡板和内圈左侧端部挡板组成，内圈轴颈中部设置有转子铁芯；

所述外圈为一个半封闭型环绕结构，其设置有一个开口，开口正对转子铁芯，且转子铁芯插入开口中，外圈内设置有定子铁芯，定子铁芯上缠绕有控制线圈，定子铁芯正对转子铁芯；

所述分离式磁力模块包括成对的第一永磁体和第一混合磁性环、第二永磁体和第二混合磁性环、第三永磁体和第三混合磁性环、第四永磁体和第四混合磁性环，第一永磁体设置在内圈左侧端部挡板的内侧，第一混合磁性环设置在外圈外侧，第一混合磁性环正对第一永磁体，且为同性相斥；第二永磁体设置在内圈右侧端部挡板的内侧，第二混合磁性环设置在外圈外侧，第二混合磁性环正对第二永磁体，且为同性相斥；第三永磁体和第四永磁体嵌于内圈轴颈上的两个凹槽中，且位于转子铁芯两侧，第三混合磁性环和第四混合磁性环分别设置在外圈相对内圈轴颈的一面上，第三永磁体正对第三混合磁性环，且为同性相斥，第四永磁体正对第四混合磁性环，且为同性相斥；

所述磁力控制模块包括一个加速度传感器，一个控制器，一个执行器，其中，加速度传感器安装于汽车质心位置，用于测量汽车的侧向加速度a_y，控制器与加速度传感器相连，用于确定轮胎径向轮胎载荷F_ZR和F_ZL，以及轮胎轴向载荷F_YL和F_YR的大小；执行器与控制器相连，用于改变四个混合磁性环的磁性力大小，以保证内圈和外圈之间有安全间隙。

进一步的，所述第一混合磁性环和第二混合磁性环固定在外圈上，不可转动，第一混合磁性环和第二混合磁性环在过轴承中心孔轴线以上的部分和轴承中心孔轴线以下的部分的磁力大小能够分别控制，以改变第一混合磁性环和第二混合磁性环在上半部和下半部的磁力大小和方向。