一种集成电感传感器的磁悬浮轴承制造技术

本发明专利技术公开了一种集成电感传感器的磁悬浮轴承，以解决现有磁悬浮支撑系中由于径向磁悬浮轴承与传感器系统彼此独立造成传感器系统检测出的转子轴的径向位移与转子轴在径向磁悬浮轴承处的实际位移之间存在一定误差的技术问题。包括：第一磁极系统，包含环形导磁定子和环向间隔分布在所述环形导磁定子径向内环面上的多个第一磁极，转子轴由所述多个第一磁极进行径向磁悬浮支撑；以及第一电感传感器组，具有围绕所述转子轴的周边间隔分布的至少两个变气隙式自感电感传感器，所述至少两个变气隙式自感电感传感器分别安装在不同的第一磁极芯体的径向内端面上并用于检测与所述转子轴之间由所述转子轴径向方位改变所导致的气隙的改变。气隙的改变。气隙的改变。

【技术实现步骤摘要】
一种集成电感传感器的磁悬浮轴承


[0001]本专利技术涉及磁悬浮轴承。

技术介绍

[0002]目前，一套磁悬浮电机主要由壳体、安装在壳体中的电机定子、安装在电机定子中的转子轴以及分别安装在转子轴两端的两组磁悬浮支撑系组成。每组磁悬浮支撑系主要包括彼此独立的径向磁悬浮轴承、轴向磁悬浮轴承和传感器系统三个部分，其中，径向磁悬浮轴承用于对转子轴的一端进行径向磁悬浮支撑，而分别位于转子轴两端的两个轴向磁悬浮轴承则分别用于对转子轴上的对应推力盘施加磁吸力从而对整个转子轴进行轴向磁悬浮支撑，传感器系统则用于检测转子轴的径向方位和轴向前后位置，并将检测结果提供给控制系统从而对两组磁悬浮支撑系的磁力进行控制。也有的磁悬浮电机将分别位于转子轴两端的两个轴向磁悬浮轴承靠在一起，即分别位于同一推力盘前后两端。
[0003]上述磁悬浮支撑系存在的问题在于：1)由于径向磁悬浮轴承与传感器系统彼此独立，因此，径向磁悬浮轴承与传感器系统之间需沿转子轴轴向间隔一定距离，这就导致径向磁悬浮轴承对转子轴的支撑位置与传感器系统对转子轴的径向方位的检测位置沿转子轴轴向间隔一定距离，造成传感器系统检测出的转子轴的径向位移与转子轴在径向磁悬浮轴承处的实际位移之间存在一定误差，降低了对径向磁悬浮轴承的控制精度，并且，由于径向磁悬浮轴承与传感器系统之间需沿转子轴轴向间隔一定距离，这样也会导致整个磁悬浮电机的轴向长度增加。2)由于径向磁悬浮轴承与轴向磁悬浮轴承彼此独立，导致整个磁悬浮电机的轴向长度较长；若将分别位于转子轴两端的两个轴向磁悬浮轴承靠在一起，还会导致转子轴的质量分布不均，影响转子轴的高速运行。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一是提供一种集成电感传感器的磁悬浮轴承，以解决现有磁悬浮支撑系中由于径向磁悬浮轴承与传感器系统彼此独立造成传感器系统检测出的转子轴的径向位移与转子轴在径向磁悬浮轴承处的实际位移之间存在一定误差的技术问题。
[0005]本专利技术的目的之二是提供一种径向轴向一体式磁悬浮轴承，以解决现有磁悬浮支撑系中由于径向磁悬浮轴承与轴向磁悬浮轴承彼此独立导致整个磁悬浮电机的轴向长度较长的技术问题。
[0006]第一个方面，一种集成电感传感器的磁悬浮轴承，包括：第一磁极系统，包含环形导磁定子和环向间隔分布在所述环形导磁定子径向内环面上的多个第一磁极，所述多个第一磁极中各个第一磁极分别具有与所述环形导磁定子径向内环面相连的第一磁极芯体和绕装在对应第一磁极芯体上的励磁线圈，各个第一磁极芯体的径向内端面所共同构成的内孔中用于安装转子轴，所述转子轴由所述多个第一磁极进行径向磁悬浮支撑；以及第一电感传感器组，用于检测所述转子轴径向方位并将检测结果提供给控制系统从而通过该控制系统控制所述多个第一磁极中各个第一磁极的磁力大小，所述第一电感传感器组具有围绕
所述转子轴的周边间隔分布的至少两个变气隙式自感电感传感器，所述至少两个变气隙式自感电感传感器分别安装在不同的第一磁极芯体的径向内端面上并用于检测与所述转子轴之间由所述转子轴径向方位改变所导致的气隙的改变。
[0007]进一步的，所述第一电感传感器组具有四个变气隙式自感电感传感器，这四个变气隙式自感电感传感器中，两个变气隙式自感电感传感器分别安装在位于径向水平方向上的一对第一磁极芯体的径向内端面上从而构成一个转子轴径向水平方向位移检测用差动式自感电感传感器，另两个变气隙式自感电感传感器分别安装在位于径向竖直方向上的一对第一磁极芯体的径向内端面上从而构成一个转子轴径向竖直方向位移检测用差动式自感电感传感器。
[0008]进一步的，包含第二电感传感器组，所述第二电感传感器组用于检测所述转子轴轴向方位并将检测结果提供给控制系统，所述第二电感传感器组具有围绕所述转子轴的周边间隔分布的至少一个变面积式自感电感传感器，所述至少一个变面积式自感电感传感器分别安装在对应第一磁极芯体的径向内端面上并用于检测与所述转子轴之间的由所述转子轴轴向方位改变所导致的气隙导磁面积的改变。
[0009]进一步的，若将所述第一电感传感器组中的每个变气隙式自感电感传感器以及所述第二电感传感器组中的每个变面积式自感电感传感器分别算作一个自感电感传感器，则每个自感电感传感器一一对应的安装在不同的第一磁极芯体的径向内端面上。
[0010]进一步的，所述第二电感传感器组具有四个变面积式自感电感传感器，这四个变面积式自感电感传感器中，两个变面积式自感电感传感器分别安装在位于径向第一方向上的一对第一磁极芯体的径向内端面上从而构成一个转子轴轴向向前位移检测用差动式自感电感传感器，另两个变气隙式自感电感传感器分别安装在位于径向第二方向上的一对第一磁极芯体的径向内端面上从而构成一个转子轴轴向向后位移检测用差动式自感电感传感器，所述径向第一方向与所述径向第二方向相互垂直。
[0011]进一步的，沿所述径向第一方向画一条通过所述转子轴的一圆心的直线，并沿径向水平方向或径向竖直方向画一条通过所述圆心的直线，则这两条直线之间的夹角为45
°
。
[0012]进一步的，所述转子轴上与所述转子轴轴向向前位移检测用差动式自感电感传感器对应部位的一侧开设有第一环形凹槽，当所述转子轴轴向向前移动时所述第一环形凹槽分别进入所述转子轴轴向向前位移检测用差动式自感电感传感器的两个变面积式自感电感传感器的磁通截面内而使得相应的气隙导磁面积减小；所述转子轴上与所述转子轴轴向向后位移检测用差动式自感电感传感器对应部位的一侧开设有第二环形凹槽，当所述转子轴轴向向后移动时所述第二环形凹槽分别进入所述转子轴轴向向后位移检测用差动式自感电感传感器的两个变面积式自感电感传感器的磁通截面内而使得相应的气隙导磁面积减小。
[0013]进一步的，所述至少一个变面积式自感电感传感器分别安装在对应第一磁极芯体的径向内端面上一边缘处的凹槽内，该凹槽既在所在的径向内端面上形成缺口同时也在对应第一磁极芯体的侧壁上形成缺口。
[0014]进一步的，包括第二磁极系统，包含设置在所述环形导磁定子的轴向后侧端面上的第二磁极，所述第二磁极具有与所述多个第一磁极之间以轴向间隔的方式相对设置的第二磁极芯体和分别设置于各个第一磁极芯体与所述第二磁极芯体之间的多个导磁凸台，所
述转子轴上设有与所述第二磁极芯体的轴向后侧端面轴向间隙配合的轴肩部，所述轴肩部由所述多个第二磁极进行轴向磁悬浮支撑。
[0015]进一步的，所述至少两个变气隙式自感电感传感器分别安装在对应第一磁极芯体的径向内端面上一边缘处的凹槽内，该凹槽既在所在的径向内端面上形成缺口同时也在对应第一磁极芯体的侧壁上形成缺口。
[0016]上述径向轴向一体式磁悬浮轴承中，由于所述第一电感传感器组具有围绕所述转子轴的周边间隔分布的至少两个变气隙式自感电感传感器，所述至少两个变气隙式自感电感传感器分别安装在不同的第一磁极芯体的径向内端面上并用于检测与所述转子轴之间由所述转子轴径向方位改变所导致的气隙的改变，可见，上述至少两个变气隙式自感电感传感器集成在第一磁极系统中，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成电感传感器的磁悬浮轴承，其特征在于，包括：第一磁极系统，包含环形导磁定子和环向间隔分布在所述环形导磁定子径向内环面上的多个第一磁极，所述多个第一磁极中各个第一磁极分别具有与所述环形导磁定子径向内环面相连的第一磁极芯体和绕装在对应第一磁极芯体上的励磁线圈，各个第一磁极芯体的径向内端面所共同构成的内孔中用于安装转子轴，所述转子轴由所述多个第一磁极进行径向磁悬浮支撑；以及第一电感传感器组，用于检测所述转子轴径向方位并将检测结果提供给控制系统从而通过该控制系统控制所述多个第一磁极中各个第一磁极的磁力大小，所述第一电感传感器组具有围绕所述转子轴的周边间隔分布的至少两个变气隙式自感电感传感器，所述至少两个变气隙式自感电感传感器分别安装在不同的第一磁极芯体的径向内端面上并用于检测与所述转子轴之间由所述转子轴径向方位改变所导致的气隙的改变。2.如权利要求1所述的集成电感传感器的磁悬浮轴承，其特征在于：所述第一电感传感器组具有四个变气隙式自感电感传感器，这四个变气隙式自感电感传感器中，两个变气隙式自感电感传感器分别安装在位于径向水平方向上的一对第一磁极芯体的径向内端面上从而构成一个转子轴径向水平方向位移检测用差动式自感电感传感器，另两个变气隙式自感电感传感器分别安装在位于径向竖直方向上的一对第一磁极芯体的径向内端面上从而构成一个转子轴径向竖直方向位移检测用差动式自感电感传感器。3.如权利要求1所述的集成电感传感器的磁悬浮轴承，其特征在于：包含第二电感传感器组，所述第二电感传感器组用于检测所述转子轴轴向方位并将检测结果提供给控制系统，所述第二电感传感器组具有围绕所述转子轴的周边间隔分布的至少一个变面积式自感电感传感器，所述至少一个变面积式自感电感传感器分别安装在对应第一磁极芯体的径向内端面上并用于检测与所述转子轴之间的由所述转子轴轴向方位改变所导致的气隙导磁面积的改变。4.如权利要求3所述的集成电感传感器的磁悬浮轴承，其特征在于：若将所述第一电感传感器组中的每个变气隙式自感电感传感器以及所述第二电感传感器组中的每个变面积式自感电感传感器分别算作一个自感电感传感器，则每个自感电感传感器一一对应的安装在不同的第一磁极芯体的径向内端面上。5.如权利要求4所述的集成电感传感器的磁悬浮轴承，其特征在于：所述第二电感传感器组具有四个变面积式自感电感传感器，这四个变面积式自感电感传感器中，两个变面积式自感电感...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋启权，张英哲，兰元鹏，
申请(专利权)人：凯磁科技宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：