一种双磁路隐式洛伦兹力偏转磁轴承制造技术

本发明专利技术公开了一种双磁路隐式洛伦兹力偏转磁轴承，包括转子系统和定子系统，转子系统主要包括：外安装套、外主磁钢、外辅磁钢、外顺磁环、外挡环、外挡环锁母、转盘、外组件锁母、内安装套、内主磁钢、内辅磁钢、内顺磁环、内挡环、内挡环锁母、内组件锁母；定子系统主要包括：定子骨架、铝基板、绕组和环氧树脂胶。本发明专利技术梯形主磁钢产生的主磁通回路和梯形辅助磁钢产生的辅助磁通回路在气隙处叠加，提高了气隙磁密大小。此外，辅助磁钢产生的辅助磁通主要经过上顺磁环下端和下顺磁环上端，抑制了磁路边缘效应，减少了漏磁，提高了气隙磁密均匀性。

A double magnetic circuit implicit Lorenz force deflection magnetic bearing

The invention discloses a double magnetic implicit Lorenz force deflection magnetic bearing rotor system, including stator and rotor system. The system mainly includes: installing sleeve, outer main magnet, magnet, auxiliary, paramagnetic ring retaining ring, the retaining ring lock nut, lock nut, turntable, outer components arranged in sets inside, the main magnetic steel, magnetic steel, auxiliary paramagnetic ring, a retaining ring, the retaining ring lock nut, lock nut components; the stator system mainly comprises a stator winding frame, aluminum plate, and epoxy resin adhesive. The main magnetic flux loop produced by the trapezoidal main magnet steel and the auxiliary magnetic circuit generated by the trapezoidal auxiliary magnet steel are superposed at the air gap, so as to improve the magnetic flux density of the air gap. In addition, the auxiliary magnetic flux produced by the auxiliary magnet mainly passes through the upper end of the upper magnetic ring and the lower end of the lower magnetic ring, which inhibits the edge effect of the magnetic circuit, reduces the magnetic flux leakage, and improves the uniformity of the air gap magnetic density.

【技术实现步骤摘要】
一种双磁路隐式洛伦兹力偏转磁轴承
本专利技术涉及一种非接触磁悬浮轴承，尤其涉及一种双磁路隐式洛伦兹力偏转磁轴承。
技术介绍
飞轮通过改变转子转速高精度控制航天器姿态。磁悬浮飞轮采用磁力无接触悬浮支承，消除了机械摩擦磨损，无需润滑，具有主动振动控制和振动抑制等优点。磁悬浮反作用飞轮、磁悬浮偏置动量轮和磁悬浮姿控储能飞轮均通过改变转子转速大小输出力矩，力矩精度高，但力矩较小，制约了航天器敏捷机动性能。磁悬浮陀螺飞轮能够利用偏转磁轴承迫使高速转子进动输出大力矩，实现航天器快速机动，此外，还可通过高精度偏转磁轴承补偿转子干扰力矩，使转子具有很好的定轴性，敏感航天器姿态。洛伦兹力磁轴承线性度好，控制精度高，非常适合磁悬浮陀螺飞轮两自由度高精度偏转控制。现有技术中，中国专利201110253688.0所述的一种大力矩磁悬浮飞轮和论文《一种磁悬浮陀螺飞轮方案设计与关键技术分析》所述的磁悬浮陀螺飞轮，均采用磁钢外置的显式洛伦兹力偏转磁轴承实现转子径向两自由度偏转控制，绕组边缘区域永磁漏磁明显，磁密均匀性差。此外，磁钢所在圆的半径较大，整环磁钢需采用多块磁钢拼接而成，拼接处的缝隙会引起磁密波动，进一步降低了气隙磁密的均匀性。中国专利201610597382.X提出了一种双永磁体隐式洛伦兹力偏转磁轴承，将磁钢内置于导磁环内部，消除了磁钢因拼接而引起的磁密波动，但由于磁钢距离绕组较远，气隙磁场强度偏低。中国专利201710220596.X提出了一种隐式洛伦兹力磁轴承，采用多圈磁钢内置方案，增大了气隙磁场强度，但轴向尺寸成倍增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双磁路隐式洛伦兹力偏转磁轴承。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的双磁路隐式洛伦兹力偏转磁轴承，包括转子系统和定子系统，转子系统主要包括：外安装套、外主磁钢、外辅磁钢、外上顺磁环、外下顺磁环、外上挡环、外下挡环、外挡环锁母、转盘、外组件锁母、内安装套、内主磁钢、内辅磁钢、内上顺磁环、内下顺磁环、内上挡环、内下挡环、内挡环锁母、内组件锁母；定子系统主要包括：定子骨架、铝基板、左绕组、右绕组、前绕组、后绕组和环氧树脂胶；外安装套位于外主磁钢、外辅磁钢、外上顺磁环、外下顺磁环、外上挡环、外下挡环和外挡环锁母的径向外侧，外主磁钢位于外安装套的径向内侧位置，外辅磁钢位于外主磁钢的径向内侧中心位置，外上顺磁环位于外主磁钢和外辅磁钢的轴向上端，外下顺磁环位于外主磁钢和外辅磁钢的轴向下端，外上挡环位于外上顺磁环的上端，外下挡环位于外下顺磁环的下端，外主磁钢、外辅磁钢、外上顺磁环、外下顺磁环和外上挡环和外下挡环位于外安装套的径向内侧，并通过外挡环锁母与外安装套之间的螺纹配合固定安装在外安装套上，外安装套、外主磁钢、外辅磁钢、外上顺磁环、外下顺磁环、外上挡环、外下挡环和外挡环锁母位于转盘的环形槽外壁径向内侧，并通过外组件锁母与转盘之间的螺纹配合固定安装在转盘上，内安装套位于内主磁钢、内辅磁钢、内上顺磁环、内下顺磁环、内上挡环和内下挡环的径向内侧，内主磁钢位于内安装套的径向外侧，内辅磁钢位于内主磁钢的径向外侧中心位置，内上顺磁环位于内主磁钢和内辅磁钢的轴向上端，内下顺磁环位于内主磁钢和内辅磁钢的轴向下端，内上挡环位于内上顺磁环的上端，内下挡环位于内下顺磁环的下端，内主磁钢、内辅磁钢、内上顺磁环、内下顺磁环、内上挡环和内下挡环位于内安装套的径向外侧，并通过内挡环锁母与内安装套之间的螺纹配合固定安装在内安装套上，内安装套、内主磁钢、内辅磁钢、内上顺磁环、内下顺磁环、内上挡环、内下挡环和内挡环锁母位于转盘的环形槽内壁径向外侧，并通过内组件锁母与转盘之间的螺纹配合固定安装在转盘上，定子骨架位于外辅磁钢、外上顺磁环、外下顺磁环、外上挡环、外下挡环、外挡环锁母和外组件锁母的径向内侧，铝基板位于定子骨架径向外侧下方，左绕组、右绕组、前绕组和后绕组分别位于定子骨架的左端径向外侧、右端径向外侧、前端径向外侧和后端径向外侧，并通过环氧树脂胶固定安装在定子骨架上，外辅磁钢、外上顺磁环、外下顺磁环、外挡环锁母和外组件锁母的内圆柱面与内辅磁钢、内上顺磁环、内下顺磁环、内挡环锁母和内组件锁母的外圆柱面之间形成空气气隙。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的双磁路隐式洛伦兹力偏转磁轴承，具有双磁路、高磁场强度、高磁密均匀性、高力矩精度，可用于磁悬浮陀螺飞轮转子。附图说明图1为本专利技术实施例提供的双磁路隐式洛伦兹力偏转磁轴承的径向X向剖视图；图2为本专利技术实施例提供的双磁路隐式洛伦兹力偏转磁轴承的径向Y向剖视图；图3为本专利技术实施例中的转子系统的剖视图；图4为本专利技术实施例中的定子系统的剖视图；图5a为本专利技术实施例中的定子骨架的剖视图；图5b为本专利技术实施例中的定子骨架的三维结构示意图；图6为本专利技术实施例中的外安装套、外主磁钢、外辅磁钢、外上顺磁环、外下顺磁环、外上挡环、外下挡环、外挡环锁母和外组件锁母组成的组件剖视图；图7为本专利技术实施例中的内安装套、内主磁钢、内辅磁钢、内上顺磁环、内下顺磁环、内上挡环、内下挡环、内挡环锁母和内组件锁母组成的组件剖视图；图8为本专利技术实施例中的外主磁钢、外辅磁钢、外上顺磁环、外下顺磁环、内主磁钢、内辅磁钢、内上顺磁环、内下顺磁环、定子骨架、左绕组、右绕组、前绕组和后绕组的二维磁路分布图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术的双磁路隐式洛伦兹力偏转磁轴承，其较佳的具体实施方式是：包括转子系统和定子系统，转子系统主要包括：外安装套、外主磁钢、外辅磁钢、外上顺磁环、外下顺磁环、外上挡环、外下挡环、外挡环锁母、转盘、外组件锁母、内安装套、内主磁钢、内辅磁钢、内上顺磁环、内下顺磁环、内上挡环、内下挡环、内挡环锁母、内组件锁母；定子系统主要包括：定子骨架、铝基板、左绕组、右绕组、前绕组、后绕组和环氧树脂胶；外安装套位于外主磁钢、外辅磁钢、外上顺磁环、外下顺磁环、外上挡环、外下挡环和外挡环锁母的径向外侧，外主磁钢位于外安装套的径向内侧位置，外辅磁钢位于外主磁钢的径向内侧中心位置，外上顺磁环位于外主磁钢和外辅磁钢的轴向上端，外下顺磁环位于外主磁钢和外辅磁钢的轴向下端，外上挡环位于外上顺磁环的上端，外下挡环位于外下顺磁环的下端，外主磁钢、外辅磁钢、外上顺磁环、外下顺磁环和外上挡环和外下挡环位于外安装套的径向内侧，并通过外挡环锁母与外安装套之间的螺纹配合固定安装在外安装套上，外安装套、外主磁钢、外辅磁钢、外上顺磁环、外下顺磁环、外上挡环、外下挡环和外挡环锁母位于转盘的环形槽外壁径向内侧，并通过外组件锁母与转盘之间的螺纹配合固定安装在转盘上，内安装套位于内主磁钢、内辅磁钢、内上顺磁环、内下顺磁环、内上挡环和内下挡环的径向内侧，内主磁钢位于内安装套的径向外侧，内辅磁钢位于内主磁钢的径向外侧中心位置，内上顺磁环位于内主磁钢和内辅磁钢的轴向上端，内下顺磁环位于内主磁钢和内辅磁钢的轴向下端，内上挡环位于内上顺磁环的上端，内下挡环位于内下顺磁环的下端，内主磁钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双磁路隐式洛伦兹力偏转磁轴承，包括转子系统和定子系统，其特征在于：所述转子系统主要包括：外安装套(1)、外主磁钢(2)、外辅磁钢(3)、外上顺磁环(4A)、外下顺磁环(4B)、外上挡环(5A)、外下挡环(5B)、外挡环锁母(6)、转盘(7)、外组件锁母(8)、内安装套(9)、内主磁钢(10)、内辅磁钢(11)、内上顺磁环(12A)、内下顺磁环(12B)、内上挡环(13A)、内下挡环(13B)、内挡环锁母(14)、内组件锁母(15)；所述定子系统主要包括：定子骨架(16)、铝基板(17)、左绕组(18A)、右绕组(18B)、前绕组(18C)、后绕组(18D)和环氧树脂胶(19)；所述外安装套(1)位于外主磁钢(2)、外辅磁钢(3)、外上顺磁环(4A)、外下顺磁环(4B)、外上挡环(5A)、外下挡环(5B)和外挡环锁母(6)的径向外侧，外主磁钢(2)位于外安装套(1)的径向内侧位置，外辅磁钢(3)位于外主磁钢(2)的径向内侧中心位置，外上顺磁环(4A)位于外主磁钢(2)和外辅磁钢(3)的轴向上端，外下顺磁环(4B)位于外主磁钢(2)和外辅磁钢(3)的轴向下端，外上挡环(5A)位于外上顺磁环(4A)的上端，外下挡环(5B)位于外下顺磁环(4B)的下端，外主磁钢(2)、外辅磁钢(3)、外上顺磁环(4A)、外下顺磁环(4B)和外上挡环(5A)和外下挡环(5B)位于外安装套(1)的径向内侧，并通过外挡环锁母(6)与外安装套(1)之间的螺纹配合固定安装在外安装套(1)上，外安装套(1)、外主磁钢(2)、外辅磁钢(3)、外上顺磁环(4A)、外下顺磁环(4B)、外上挡环(5A)、外下挡环(5B)和外挡环锁母(6)位于转盘(7)的环形槽外壁径向内侧，并通过外组件锁母(8)与转盘(7)之间的螺纹配合固定安装在转盘(7)上，内安装套(9)位于内主磁钢(10)、内辅磁钢(11)、内上顺磁环(12A)、内下顺磁环(12B)、内上挡环(13A)和内下挡环(13B)的径向内侧，内主磁钢(10)位于内安装套(9)的径向外侧，内辅磁钢(11)位于内主磁钢(10)的径向外侧中心位置，内上顺磁环(12A)位于内主磁钢(10)和内辅磁钢(11)的轴向上端，内下顺磁环(12B)位于内主磁钢(10)和内辅磁钢(11)的轴向下端，内上挡环(13A)位于内上顺磁环(12A)的上端，内下挡环(13B)位于内下顺磁环(12B)的下端，内主磁钢(10)、内辅磁钢(11)、内上顺磁环(12A)、内下顺磁环(12B)、内上挡环(13A)和内下挡环(13B)位于内安装套(9)的径向外侧，并通过内挡环锁母(14)与内安装套(9)之间的螺纹配合固定安装在内安装套(9)上，内安装套(9)、内主磁钢(10)、内辅磁钢(11)、内上顺磁环(12A)、内下顺磁环(12B)、内上挡环(13A)、内下挡环(13B)和内挡环锁母(14)位于转盘(7)的环形槽内壁径向外侧，并通过内组件锁母(15)与转盘(7)之间的螺纹配合固定安装在转盘(7)上，定子骨架(16)位于外辅磁钢(3)、外上顺磁环(4A)、外下顺磁环(4B)、外上挡环(5A)、外下挡环(5B)、外挡环锁母(6)和外组件锁母(8)的径向内侧，铝基板(17)位于定子骨架(16)径向外侧下方，左绕组(18A)、右绕组(18B)、前绕组(18C)和后绕组(18D)分别位于定子骨架(16)的左端径向外侧、右端径向外侧、前端径向外侧和后端径向外侧，并通过环氧树脂胶(19)固定安装在定子骨架(16)上，外辅磁钢(3)、外上顺磁环(4A)、外下顺磁环(4B)、外挡环锁母(6)和外组件锁母(8)的内圆柱面与内辅磁钢(11)、内上顺磁环(12A)、内下顺磁环(12B)、内挡环锁母(14)和内组件锁母(15)的外圆柱面之间形成空气气隙(20)。...

【技术特征摘要】
1.一种双磁路隐式洛伦兹力偏转磁轴承，包括转子系统和定子系统，其特征在于：所述转子系统主要包括：外安装套(1)、外主磁钢(2)、外辅磁钢(3)、外上顺磁环(4A)、外下顺磁环(4B)、外上挡环(5A)、外下挡环(5B)、外挡环锁母(6)、转盘(7)、外组件锁母(8)、内安装套(9)、内主磁钢(10)、内辅磁钢(11)、内上顺磁环(12A)、内下顺磁环(12B)、内上挡环(13A)、内下挡环(13B)、内挡环锁母(14)、内组件锁母(15)；所述定子系统主要包括：定子骨架(16)、铝基板(17)、左绕组(18A)、右绕组(18B)、前绕组(18C)、后绕组(18D)和环氧树脂胶(19)；所述外安装套(1)位于外主磁钢(2)、外辅磁钢(3)、外上顺磁环(4A)、外下顺磁环(4B)、外上挡环(5A)、外下挡环(5B)和外挡环锁母(6)的径向外侧，外主磁钢(2)位于外安装套(1)的径向内侧位置，外辅磁钢(3)位于外主磁钢(2)的径向内侧中心位置，外上顺磁环(4A)位于外主磁钢(2)和外辅磁钢(3)的轴向上端，外下顺磁环(4B)位于外主磁钢(2)和外辅磁钢(3)的轴向下端，外上挡环(5A)位于外上顺磁环(4A)的上端，外下挡环(5B)位于外下顺磁环(4B)的下端，外主磁钢(2)、外辅磁钢(3)、外上顺磁环(4A)、外下顺磁环(4B)和外上挡环(5A)和外下挡环(5B)位于外安装套(1)的径向内侧，并通过外挡环锁母(6)与外安装套(1)之间的螺纹配合固定安装在外安装套(1)上，外安装套(1)、外主磁钢(2)、外辅磁钢(3)、外上顺磁环(4A)、外下顺磁环(4B)、外上挡环(5A)、外下挡环(5B)和外挡环锁母(6)位于转盘(7)的环形槽外壁径向内侧，并通过外组件锁母(8)与转盘(7)之间的螺纹配合固定安装在转盘(7)上，内安装套(9)位于内主磁钢(10)、内辅磁钢(11)、内上顺磁环(12A)、内下顺磁环(12B)、内上挡环(13A)和内下挡环(13B)的径向内侧，内主磁钢(10)位于内安装套(9)的径向外侧，内辅磁钢(11)位于内主磁钢(10)的径向外侧中心位置，内上顺磁环(12A)位于内主磁钢(10)和内辅磁钢(11)的轴向上端，内下顺磁环(12B)位于内主磁钢(10)和内辅磁钢(11)的轴向下端，内上挡环(13A)位于内上顺磁环(12A)的上端，内下挡环(13B)位于内下顺磁环(12B)的下端，内主磁钢(10)、内辅磁钢(11)、内上顺磁环(12A)、内下顺磁环(12B)、内上挡环(13A)和内下挡环(13B)位于内安装套(9)的径向外侧，并通过内挡环锁母(14)与内安装套(9)之间的螺纹配合固定安装在内安装套(9)上，内安装套(9)、内主磁钢(10)、内辅磁钢(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，赵勇，俞建荣，王伟，吴波，马丽梅，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：北京,11