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专利号: 2024106759955
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种三极交流同极型混合磁轴承,其特征在于,包括定子(1)和转子(2),定子(1)是由左、右线圈铁芯(3、4)、左、右共同定子铁芯(7、8),永磁体(9)、左、右支架(10、11)与左、右线圈(5、6)组成的整体;转子(2)由转轴(12)及套接在转轴(12)上的左、右径向铁芯(13、14)和共同转子铁芯(15)组成;

左、右线圈铁芯(3、4)内侧分别均布3个对应的磁极,分别为左线圈铁芯一(3A)、左线圈铁芯二(3B)、左线圈铁芯三(3C)以及右线圈铁芯一(4A)、右线圈铁芯二(4B)、右线圈铁芯三(4C),每个磁极上均绕制线圈(5A,5B,5C;6A,6B,6C),所述线圈(5A,5B,5C;6A,6B,6C)分别记为线圈一(5A)、线圈二(5B)、线圈三(5C)、线圈四(6A)、线圈五(6B)、线圈六(6C);

左、右共同定子铁芯(7、8)与左、右线圈铁芯(3、4)的磁极一一对应,分别为左共同定子铁芯一(7A),左共同定子铁芯二(7B),左共同定子铁芯三(7C);右共同定子铁芯一(8A),右共同定子铁芯二(8B),右共同定子铁芯三(8C);

左线圈铁芯一(3A)、左线圈铁芯二(3B)、左线圈铁芯三(3C)、右线圈铁芯一(4A)、右线圈铁芯二(4B)、右线圈铁芯三(4C)分别与左共同定子铁芯一(7A),左共同定子铁芯二(7B),左共同定子铁芯三(7C),右共同定子铁芯一(8A),右共同定子铁芯二(8B),右共同定子铁芯三(8C)连接;

左、右共同定子铁芯(7、8)均沿轴向向内延伸,左共同定子铁芯一(7A),左共同定子铁芯二(7B),左共同定子铁芯三(7C)与右共同定子铁芯一(8A),右共同定子铁芯二(8B),右共同定子铁芯三(8C)之间分别通过永磁块一(9A),永磁块二(9B),永磁块三(9C)相连接;

左共同定子铁芯一(7A),左共同定子铁芯二(7B),左共同定子铁芯三(7C)中串有左支架(10),右共同定子铁芯一(8A),右共同定子铁芯二(8B),右共同定子铁芯三(8C)中串有右支架(11);

在左、右共同定子铁芯(7、8)与左、右径向铁芯(13、14)间存在左、右气隙(16、17);

左、右线圈铁芯(3、4)、左、右径向铁芯(13、14)由硅钢片叠压而成,左、右共同定子铁芯(7、8)、共同转子铁芯(15)由整块硅钢制成;

左、右共同定子铁芯(7、8)均沿轴向向内延伸,轴向延伸长度与绕组轴向宽度相同;

所述永磁块一(9A),永磁块二(9B),永磁块三(9C)为长方体,产生偏置磁通一(22A),偏置磁通二(22B),偏置磁通三(22C);

偏置磁通一(22A)经过永磁块一(9A)、左共同定子铁芯(7)、左气隙(16)、左径向铁芯(13)、共同转子铁芯(15)、右径向铁芯(14)、右气隙(17)、右共同定子铁芯(8),再回到永磁块一(9A)形成闭合路径;

偏置磁通二(22B)经过永磁块二(9B)、左共同定子铁芯(7)、左气隙(16)、左径向铁芯(13)、共同转子铁芯(15)、右径向铁芯(14)、右气隙(17)、右共同定子铁芯(8),再回到永磁块二(9B)形成闭合路径;

偏置磁通三(22C) 经过永磁块三(9C)、左共同定子铁芯(7)、左气隙(16)、左径向铁芯(13)、共同转子铁芯(15)、右径向铁芯(14)、右气隙(17)、右共同定子铁芯(8),再回到永磁块三(9C)形成闭合路径。

2.根据权利要求1所述的一种三极交流同极型混合磁轴承,其特征在于,在左、右支架(10、11)的45°和180°位置处分别装设位移传感器。

3.根据权利要求1所述的一种三极交流同极型混合磁轴承,其特征在于,在左、右支架(10、11)与左、右共同定子铁芯(7、8)中心处沿轴向设有螺纹孔(18、19),螺纹孔中串有螺栓(25A,25B,25C)。

4.根据权利要求1 3任一所述的一种三极交流同极型混合磁轴承,其特征在于,左线圈~铁芯一(3A)、左线圈铁芯二(3B)、左线圈铁芯三(3C)上绕制的线圈一(5A)、线圈二(5B)、线圈三(5C)Y型连接为左三相对称悬浮绕组;右线圈铁芯一(4A)、右线圈铁芯二(4B)、右线圈铁芯三(4C)上绕制的线圈四(6A)、线圈五(6B)、线圈六(6C)Y型连接为右三相对称悬浮绕组;由一个三相逆变器驱动产生控制磁通一(23)、控制磁通二(24);控制磁通一(23)经过左线圈铁芯(3)、左共同定子铁芯(7)、左气隙(16)、左径向铁芯(13)与共同转子铁芯(15);

控制磁通二(24)经过右线圈铁芯(4)、右共同定子铁芯(8)、右气隙(17)、右径向铁芯(14)与共同转子铁芯(15)。

5.根据权利要求1 3任一所述的一种三极交流同极型混合磁轴承,其特征在于,共同定~子铁芯(7、8)沿轴向向内延伸长度l可由下列步骤计算得出:

第一步:设左、右线圈(5、6)径向高度为H,左、右气隙(16、17)长度为g,气隙饱和磁密为Bs,根据下式计算出所需绕组安匝数: ;

第二步:选择正常工作电流为2.5A,则线径选1mm,计算出所需线圈匝数: ;

第三步:延伸长度l表示为: 。

6.根据权利要求1 3任一所述的一种三极交流同极型混合磁轴承,其特征在于,永磁块~一(9A),永磁块二(9B),永磁块三(9C)的厚度hm和充磁方向面积Sm,可由下式计算得出:;

其中,Bs为气隙饱和磁密,Hc为永磁体矫顽力,Sm为永磁体磁化方向面积,hm为永磁体轴向长度,S为左、右径向铁芯(13,14)磁极面积,μ0,μFe,μm分别为真空、铁芯和永磁体的磁导率;g,lSFe,lRFe分别为左右气隙长度、共同定子铁芯磁路平均长度、转子铁芯磁路平均长度,最后综合永磁体价格、永磁体轴向和径向安装空间,选择合适的参数hm和充磁方向面积Sm。