一种不对称悬浮力四自由度混合磁轴承及其设计方法技术

本发明专利技术公开了一种不对称悬浮力四自由度混合磁轴承及其设计方法。由定子和转子组成，转子包括转子铁心和转轴，定子铁心分为铁心I、II、III，I与II之间有主永磁环提供偏置磁通，II与III之间有辅助永磁环提供补偿偏置磁通。I与II内圆周均布有四个磁极，其上有线圈。设计方法包括：根据两侧最大悬浮力和饱和气隙磁密确定各自的磁极面积；以悬浮力小侧的偏置磁密达到饱和值的一半确定主永磁环参数；计算另一侧偏置磁密差值并确定辅助永磁环参数；最后，确定两侧悬浮线圈参数。本发明专利技术可设计出两侧悬浮力不等的四自由度混合磁轴承，满足实际应用需求，并充分利用材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁悬浮轴承，具体涉及一种不对称悬浮力四自由度混合磁轴承及其设计方法。

技术介绍

1、磁悬浮轴承是借助磁力作用产生悬浮力，从而使转子悬浮的一种区别于传统轴承的非接触式轴承。径向四自由度混合磁轴承常采取双侧双自由度独立悬浮的方法，兼备磁轴承无摩擦，无磨损，不需润滑及密封，高速度，高精度及使用寿命长等特点，基于以上的优点使其在超高速超精密数控机、磁悬浮电机、飞轮储能技术及人造卫星等悬浮支承系统中有着重要的应用价值和发展前景。

2、在磁悬浮电机方案中，常采用两个独立的两自由度混合磁轴承支承电机转子径向四自由度悬浮，造成磁悬浮电机体积庞大，临界转速低，悬浮力密度和转矩密度不大。因此，可将上述两个独立的两自由度混合磁轴承集成在一起，由一个永磁环给两侧的径向两自由度混合磁轴承提供偏置磁通，这种结构的四自由度混合磁轴承优势明显，但是在设计过程中，常采用左右对称结构，气隙长度、磁极面积等参数均相同，两侧的径向悬浮力相等。众所周知，负载常常安装在电机轴的一端，导致转子两侧的负载力分配不均匀，如果按照现有方法设计四自由度混合磁轴承，会导致靠近负载一侧控本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种不对称悬浮力四自由度混合磁轴承，其特征在于：包括定子组件(1)和转子组件(2)，其特征在于，定子组件(1)包括铁心I(21)、铁心II(3)、主永磁环(4)、铁心III(5)、辅助永磁环(6)、左控制线圈(7)，右控制线圈(8)；主永磁环(4)、辅助永磁环(6)将所述铁心I(21)、铁心II(3)以及铁心III(5)连接为一个整体，所述铁心I(21)、铁心II(3)内圆周均分布4个径向磁极，分为左径向磁极(15)、右径向磁极(17)两组，其上分别环绕左、右径向控制线圈(7、8)；所述铁心III(5)是圆盘型辅助磁极(11)；所述转子组件(2)包括转子铁心(10)以及转轴(9)，所...

【技术特征摘要】

1.一种不对称悬浮力四自由度混合磁轴承，其特征在于：包括定子组件(1)和转子组件(2)，其特征在于，定子组件(1)包括铁心i(21)、铁心ii(3)、主永磁环(4)、铁心iii(5)、辅助永磁环(6)、左控制线圈(7)，右控制线圈(8)；主永磁环(4)、辅助永磁环(6)将所述铁心i(21)、铁心ii(3)以及铁心iii(5)连接为一个整体，所述铁心i(21)、铁心ii(3)内圆周均分布4个径向磁极，分为左径向磁极(15)、右径向磁极(17)两组，其上分别环绕左、右径向控制线圈(7、8)；所述铁心iii(5)是圆盘型辅助磁极(11)；所述转子组件(2)包括转子铁心(10)以及转轴(9)，所述转轴(9)贯穿所述转子铁心(10)。

2.根据权利要求1所述的一种不对称悬浮力四自由度混合磁轴承，其特征在于，所述右径向磁极(17)与转子铁心(10)之间存在右径向气隙(13)，左径向磁极(15)与转子铁心(10)之间存在左径向气隙(16)，辅助磁极(11)与转子铁心(10)之间存在辅助径向气隙(12)。

3.根据权利要求1所述的一种不对称悬浮力四自由度混合磁轴承，其特征在于，所述左径向磁极(15)的单个磁极面积s左＜右径向磁极(17)的单个磁极面积s右，辅助磁极(11)面积为右径向磁极(17)面积之和与左径向磁极径向磁极面积之和之差的一半。

4.根据权利要求1所述的一种不对称悬浮力四自由度混合磁轴承，其特征在于，所述主永磁环(4)、辅助永磁环(6)均为轴向磁化，并且主永磁环(4)和辅助永磁环(6)面向定子铁心ii(3)一侧的极性相同。

5.根据权利要求1所述的一种不对称悬浮力四自由度混合磁轴承，其特征在于，铁心ⅰ...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚俊永，唐霄，姚瑶，叶小婷，张涛，武莎莎，张晨，鲁庆，莫丽红，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：