1.一种八极异极型直流混合磁轴承的设计方法,包括定子组件和同轴设置在定子组件内的转子组件,其特征在于:所述转子组件包括转轴(9)和同轴设置在转轴(9)外的转子铁芯(8);所述定子组件包括定子铁芯(1)、外定子悬浮极(3)、内定子悬浮极(4)、辅助磁极(2)、永磁体(6)和分别绕在外定子悬浮极(3)和内定子悬浮极(4)上的若干组线圈,所述外定子悬浮极(3)有四个,外定子悬浮极(3)均匀间隔分布在定子铁芯(1)内表面,所述内定子悬浮极(4)有四个,内定子悬浮极(4)均匀间隔分布在定子铁芯(1)内表面,外定子悬浮极(3)和内定子悬浮极(4)交错间隔分布;外定子悬浮极(3)内圈对应设有四个辅助磁极(2),外定子悬浮极(3)与辅助磁极(2)之间间隔有第一气隙(5);辅助磁极(2)与相邻的两个内定子悬浮极(4)之间嵌有永磁体(6),每相邻的两块永磁体(6)的磁极相反;内定子悬浮极(4)、辅助磁极(2)、永磁体(6)与转子铁芯(8)之间间隔有第二气隙(7);
步骤一:进行磁路分析,构建磁路模型,内定子悬浮极(4)为A~D,外定子悬浮极(3)为a~d,8个永磁体(6)为Y1~Y8;内定子悬浮极(4)A~D与外定子悬浮极(3)a~d分别绕制线圈W1~W8,所述线圈W1、W8、W4、W5串联为X相,W2、W3、W6、W7串联为Y相,W1、W8;W4、W5;W2、W3;
W6、W7两者匝数之和为N=N1+N2;
步骤二:设计第二气隙(7)的偏置磁密为B0=Bs/2,其中Bs为饱和磁感应强度;
步骤三:设计第一气隙(5)和第二气隙(7)的气隙长度g1和g2:第一气隙(5)和第二气隙(7)中的气隙磁通由两个永磁体(6)磁动势产生,因此(g1/μ0S1)×(S1×B0/4)=(2g2/μ0S2)×(S2×B0/4)由此得出
g1=2g2;
步骤四:设计外定子悬浮极(3)和内定子悬浮极(4)的悬浮极面积S1、S2:由g1S2=2g2S1可得:S2=S1=S;
步骤五:确定面积S:
由产生+Y和+X方向最大悬浮力相等
进一步推导:
步骤六:设计内定子悬浮极(4)和外定子悬浮极(3)上线圈的匝数:由
得
步骤七:确定永磁体(6)参数:所述永磁体(6)材料采用钕铁硼材料,永磁材料总磁动势:‑2
Fc=Hclp×10
其中Hc,lp分别为矫顽力和永磁体厚度;
其中lw为磁极弧长,hp为永磁体高度。
2.根据权利要求1所述的一种八极异极型直流混合磁轴承的设计方法,其特征在于:定子铁芯(1)、外定子悬浮极(3)、内定子悬浮极(4)由硅钢片叠压成型。
3.根据权利要求1所述的一种八极异极型直流混合磁轴承的设计方法,其特征在于:辅助磁极由硅钢片叠压成型。
4.根据权利要求1所述的一种八极异极型直流混合磁轴承的设计方法,其特征在于:永磁体(6)材料为钕铁硼材料。
5.根据权利要求1所述的一种八极异极型直流混合磁轴承的设计方法,其特征在于:步骤一中,W1、W8;W4、W5;W2、W3;W6、W7上的线圈绕组既可以全部绕制在一个极上,也可以在两个极上自由分配。