径向四极二相交流驱动的径向－轴向混合磁轴承制造技术

本发明专利技术公开了一种径向四极二相交流驱动的径向－轴向混合磁轴承，永磁体为圆环型且径向充磁，镶嵌在轴向定子内侧的圆环型凹槽中，与径向四极定子外侧紧密相连，同时提供径向和轴向偏磁磁通；轴向定子采用２片×４极的双片式八极径向－轴向双磁极面结构；径向定子的四极沿圆周均匀分布，置于轴向相对的轴向定子磁极之间；转子由圆环形硅钢片叠压套装在转轴上，与轴向定子形成轴向气隙，与径向定子和轴向定子均形成径向气隙；轴向相对的轴向控制线圈串联通电产生轴向控制磁通；每个径向控制线圈绕在轴向相对的２个轴向定子磁极外圈上，通电后产生径向控制磁通，减小了功放的体积，降低了功放的成本，简化了驱动控制方法，提高了磁轴承的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机电气传动设备的
，是一种没有任何机械接触的磁轴承领域，特指 一种新型径向四极二相交流驱动的径向-轴向混合磁轴承，适用于各类旋转机械的三自由度 悬浮支承，可作为五自由度磁悬浮高速机床电主轴系统等机械设备中旋转部件的无接触悬浮 支承。技术背景随着二十世纪七十年代磁轴承技术的迅速发展，国内外的磁轴承研究人员着重研究了主 动型轴向单自由度和径向二自由度磁轴承，在磁轴承控制方法上主要采用直流信号同时提供 静态偏磁磁通与控制磁通。任何一个稳定的旋转系统转子均需要在其五自由度上施加约束， 故通常均是采用1个轴向单自由度磁轴承和2个二自由度径向磁轴承来构成五自由度悬浮支 承系统。 一方面，径向二自由度磁轴承及轴向单自由度磁轴承均要占用较大的轴向空间，导 致磁轴承支承的电机主轴轴向长度较长，体积较大；同时转子临界转速下降，电机或各类旋 转主轴向更高转速和功率发展受到限制；另一方面，采用直流控制，直流功率放大器价格高， 体积大， 一个径向磁轴承通常需要四路单极性(或两路双极性)功率放大电路，从而直接导 致了磁轴承体积大，成本高，大大限制了其应用领域，特别是在航空航天及军事应用领域。因此，研究人员开始致力于对以上两个方面进行改进优化。在2000年第七届国际磁轴 承会议上，瑞士苏黎士联邦工学院(ETH)的Redemann.C发表了关于30kW无轴承密封泵应 用测试报告，研究了二自由度的三相交流混合磁轴承，该磁轴承直接采用工业上通用的三相 逆变器提供控制电流，并采用永磁体提供静态偏磁磁场，大大减小了其功率放大器体积、降 低了损耗，但还是要与一轴向主动磁轴承才能实现三自由度的悬浮支承，依然没能在整体系 统轴向结构紧凑方面、转子临界转速提高及磁轴承承载力提高方面取得进步。国内现有的相关专利申请情况检索有(1) 一种低功耗永磁偏置外转子径向磁轴承(专 利公开号CN1644940); (2)永磁偏置径向磁轴承(专利公开号:CN1693726); (3) —种永 磁偏置外转子径向磁轴承(专利公开号CN1730960); (4)三自由度交直流径向一轴向混合 磁轴承及其控制方法(专利公开号CN1737388); (5) —种永磁偏磁轴向混合磁轴承(专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种径向四极二相交流驱动的径向－轴向混合磁轴承，包括与径向定子（１）靠近的永磁体（９）、径向控制线圈（２）、绕在轴向定子（３）上的轴向控制线圈（８）、转子（６）套在转轴（７）上，其特征在于：永磁体（９）为圆环型且径向充磁，采用稀土材料钕铁硼制成，镶嵌在轴向定子（３）内侧的圆环型凹槽中，与四极径向定子（１）外侧紧密相连，同时提供径向和轴向偏磁磁通；径向定子（１）的四极沿圆周均匀分布，每个径向定子（１）磁极都分别置于轴向相对的２个轴向定子（３）磁极之间；转子（６）由圆环形硅钢片叠压套装在转轴（７）上，与轴向定子（３）形成轴向气隙（４），与径向定子（１）和轴向定子（３）均形成径向气隙（５）；轴向相对的轴向定子（３）磁极上的轴向控制线圈（８）串联，通电后产生轴向控制磁通；每个径向控制线圈（２）绕在轴向相对的２个轴向定子（３）外圈上，通电后产生径向控制磁通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱熀秋，邬清海，吴熙，陆静，孙晓东，张仲，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]