[发明专利]一种磁悬浮轴向轴承及转子轴向载荷测定方法

说明书

本发明提供了一种磁悬浮轴向轴承及转子轴向载荷测定方法，包括后轴向轴承铁芯及前轴向轴承铁芯；后轴向轴承铁芯上设有后轴向轴承线圈，前轴向轴承铁芯上设有前轴向轴承线圈，后轴向轴承线圈与前轴向轴承线圈之间设有磁悬浮转子；后轴向轴承控制单元对后轴向轴承线圈供电连接，前轴向轴承控制单元对前轴向轴承线圈供电连接。本发明一种磁悬浮轴向轴承及转子轴向载荷测定方法，基于在磁悬浮轴向轴承内设置采集磁悬浮转子轴向位置变化量的轴向传感器，可以实现对磁悬浮转子轴向载荷的测定。

技术领域

本发明属于磁悬浮电机领域，尤其是涉及一种磁悬浮轴向轴承及转子轴向载荷测定方法。

背景技术

磁悬浮转子即采用了磁悬浮轴承作为支撑的转子部件，磁悬浮轴承通过电磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间无直接接触。与现有的滚珠轴承、滑动轴承相比，磁悬浮轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有无机械磨损，能耗低，噪声小，使用寿命长以及无需润滑等优点，适用于高速、真空、超净等特殊应用环境。

在现有技术条件下，压缩机等透平机械一般在转子端部悬挂叶轮作为做功部件。转子轴向载荷一般作为透平机械样机开发或者在线运行监控的重要考察指标。在现有的采用接触式轴向轴承的透平机械中，轴向载荷通常是由安装在轴向轴承座上的力传感器直接测得，但由于磁悬浮转子与轴向轴承定子无直接接触，且作用原理与接触式轴承完全不同，因此不能将传统的轴向载荷采集方法用于磁悬浮转子。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种磁悬浮轴向轴承及转子轴向载荷测定方法，基于在磁悬浮轴向轴承内设置采集磁悬浮转子轴向位置变化量的轴向传感器，可以实现对磁悬浮转子轴向载荷的测定。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种磁悬浮轴向轴承，包括后轴向轴承铁芯及前轴向轴承铁芯；后轴向轴承铁芯上设有后轴向轴承线圈，前轴向轴承铁芯上设有前轴向轴承线圈，后轴向轴承线圈与前轴向轴承线圈之间设有磁悬浮转子；后轴向轴承铁芯与磁悬浮转子之间设有轴向间隙，前轴向轴承铁芯与磁悬浮转子之间设有轴向间隙；后轴向轴承控制单元对后轴向轴承线圈供电连接，前轴向轴承控制单元对前轴向轴承线圈供电连接；后轴向轴承铁芯内设有用于采集磁悬浮转子轴向位置变化量的轴向传感器。

使用上述的一种磁悬浮轴向轴承，包括：转子轴向载荷F通过如下公式计算测定：

C是修正系数；K₁是后轴向轴承铁芯和后轴向轴承线圈的物理参数常数；K₂是前轴向轴承铁芯和前轴向轴承线圈的物理参数常数；i₁是后轴向轴承线圈中的电流，由后轴向轴承控制单元取得；i₂是前轴向轴承线圈中的电流，由前轴向轴承控制单元取得；S₁₀是后轴向轴承铁芯与磁悬浮转子之间的初始间隙值，通过磁悬浮转子旋转前由人工测得；S₂₀是前轴向轴承铁芯与磁悬浮转子之间的初始间隙值，通过磁悬浮转子旋转前由人工测得；ΔL为轴向传感器实时测得的磁悬浮转子轴向位置变化量。

进一步的，修正系数C的确定方法如下：

当磁悬浮转子处于悬浮状态时，在磁悬浮转子上施加一个已知数值的轴向载荷F，通过权利要求2转子轴向载荷F计算公式，可计算得出修正系数C值。

相对于现有技术，本发明一种磁悬浮轴向轴承及转子轴向载荷测定方法，具有以下优势：

本发明一种磁悬浮轴向轴承及转子轴向载荷测定方法，基于在磁悬浮轴向轴承内设置采集磁悬浮转子轴向位置变化量的轴向传感器，可以实现对磁悬浮转子轴向载荷的测定。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。