[发明专利]采用三角形截面永磁环叠堆的Halbach永磁轴承

说明书

技术领域

本发明属于机械及力学技术领域，涉及一种采用三角形截面永磁环叠堆的Halbach永磁轴承，本发明还涉及该种采用三角形截面永磁环叠堆的Halbach永磁轴承的磁力确定方法。

背景技术

传统机械轴承支承的风力发电机需要起动风速和发电风速高，所以，传统风力发电机必须安装在大风速的地区。目前，制约风力发电机推广应用的重要原因之一就是传统风力发电机启动阻力矩大，从而要求比较大的起动风速才能带动发电机转子转动进行发电。而影响风力发电机起动阻力矩大小的主要因素就是支承发电机转轴的机械轴承摩擦力。采用磁悬浮轴承替代(或局部替代)机械轴承，消除(或减小)支承发电机转轴的摩擦力，是降低发电机起动风速的一种有效途径。但由矩形截面永磁环构成具有大承载力的Halbach永磁轴承时，由于磁场在磁环接缝处不能顺畅过渡，直接影响了Halbach永磁轴承的承载力。采用三角形截面永磁环叠堆的Halbach永磁轴承时，由于磁场在磁环接缝处能顺畅过渡，可实现汇集磁能于永磁轴承工作间隙，达到提高其承载力及刚度的目的。但采用三角形截面永磁环叠堆Halbach永磁轴承所面临的问题是：其磁力计算只能采用复杂且计算工作量很大的数值算法，这阻碍了该型永磁轴承的设计及应用。为此，急需设计一种新的Halbach永磁轴承结构，并建立了该型永磁轴承磁力解析公式。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用三角形截面永磁环叠堆的Halbach永磁轴承结构，解决了现有技术中的机械轴承存在摩擦损耗，电磁、超导磁浮轴承存在功耗及结构复杂的问题。

本发明的另一目的是提供该种采用三角形截面永磁环叠堆的Halbach永磁轴承的磁力确定方法。

本发明所采用的技术方案是：一种采用三角形截面永磁环叠堆的Halbach永磁轴承，包括对应设置的转子和定子，在转子的轴圆周叠堆有多组动磁环，在定子的内圆表面叠堆有多组静磁环，多组动磁环及多组静磁环分别叠堆构成一个圆柱体形状。

本发明所采用的另一技术方案是：一种采用三角形截面永磁环叠堆的Halbach永磁轴承的磁力确定方法，基于上述的Halbach永磁轴承，步骤包括：建立解析模型为：

FZ=Br1Br2L×10-6πμ0×Σi=1nΣj=1n{sin(βi+βj)×[±Ψij(m,W,G)]-cos(βi+βj)×[±Φij(y,M,N)]},---(1)]]>