[发明专利]径向定子铁芯结构、轴承定子以及混合式径向磁悬浮轴承

说明书

本发明提供了一种径向定子铁芯结构，包括连接在一起的径向定子铁芯和径向环，所述径向定子铁芯的内圈具有绕线槽，所述径向定子铁芯外圆周壁上设置有与所述绕线槽对应的凸部，所述径向环上设置有与所述凸部过渡配合的槽部。本发明还提供了一种混合式径向磁悬浮轴承，包括转子和上述的轴承定子，所述转子同轴设置在所述轴承定子的内部。相对于现有技术，本发明在不增加外形尺寸的情况下，增大了径向定子铁芯的导磁面积，解决了现有技术的径向定子铁芯绕线槽处易达到磁饱和的问题，从而使轴承的电磁利用率和承载能力得到了提高，本发明的结构还能够使装配工艺得到优化，从而提高装配的成功率及产品合格率。

技术领域

本发明涉及轴承技术领域，尤其涉及一种径向定子铁芯结构、轴承定子以及混合式径向磁悬浮轴承。

背景技术

磁悬浮轴承是指一种利用电磁力，将被支承件稳定悬浮在空间，使支承件与被支承件之间没有机械接触的高性能机电一体化轴承。混合式径向磁悬浮轴承是在主动磁力轴承、被动磁力轴承以及其他一些辅助支承和稳定结构基础上形成的一种组合式磁力轴承系统，它利用永磁体产生的磁场取代电磁铁的静态偏置磁场，能显著缩减电磁铁安匝数，缩小磁力轴承体积，降低功耗，提高承载能力。

现有的混合式径向磁悬浮轴承制作装配时，先将径向绕组线圈绕制在径向定子铁芯的极柱上形成径向定子组件，再径向定子组件安装到径向环中，径向定子铁芯的外圈与径向环内圈通过过盈配合连接。由于径向定子铁芯与径向环是采用过盈配合连接，现有技术的混合式径向磁悬浮轴承在装配时，需利用金属的热膨胀属性对径向环加热，才能顺利将径向定子铁芯装入到径向环中。当装配完成，径向环完全冷却后，其冷却回缩量并不完全等于其热膨胀量，径向定子铁芯与径向环之间的相互作用力将导致径向环外圈尺寸比原始尺寸偏大，径向定子铁芯内圈尺寸偏小，同时由于受热不均或零件本身结构缺陷，可能导致零件装配完成后出现变形等现象，从而影响混合式径向磁悬浮轴承尺寸精度。此外，径向环受热不充分可能导致热装失败，造成零件报废，带来额外生产成本。

从电磁方面分析，现有技术的混合式径向磁悬浮轴承工作时，绕线槽处极易达到磁饱和，此时工作电流的增加并不会使混合式径向磁悬浮轴承电磁场相应地增大，反而会增加绕组线圈的发热功耗，磁力轴承的电磁利用率与效率较低。当需要提升轴承的承载能力时，则需要相应地提高磁力轴承的安匝数，进而使得磁力轴承体积加大。

因此，本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

1.现有技术的径向环与径向定子铁芯之间采用热装配，其装配难度大，装配效率低；

2.现有技术的径向环与径向定子铁芯在热装配过程中，由于零件受热不充分或环境影响容易造成热装失败，产品合格率低，生产成本高；

3.现有技术的径向环与径向定子铁芯在热装配过程中，径向环的冷却回缩量难以精确控制，无法保证安装后的精度；

4.现有技术的径向定子铁芯绕线槽处易达到磁饱和，轴承的电磁利用率和承载能力因此受到了极大限制。

发明内容

本发明的其中一个目的是提供了一种径向定子铁芯结构、轴承定子以及混合式径向磁悬浮轴承，解决了现有技术中存在的绕线槽处易达到磁饱和的技术问题。

本发明诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种径向定子铁芯结构，包括连接在一起的径向定子铁芯和径向环，所述径向定子铁芯的内圈具有绕线槽，所述径向定子铁芯外圆周壁上设置有与所述绕线槽对应的凸部，所述径向环上设置有与所述凸部过渡配合的槽部。

作为优选：所述槽部包括相对设置的两个侧壁以及与所述两个侧壁连接的底壁，所述槽部沿所述径向环的轴向远离所述底壁的位置形成供所述凸部卡入的开口部。

作为优选：所述凸部的其中一个端面与所述底壁紧贴。