[发明专利]定子铁芯、磁悬浮轴承及其支撑系统、控制方法、电机

说明书

本发明提供一种定子铁芯、磁悬浮轴承及其支撑系统、控制方法、电机，其中定子铁芯，包括环轭以及处于所述环轭的内周壁且沿着所述环轭的径向向内延伸的多个定子齿，所述定子齿的轴向端面上具有第一凸壁，所述定子齿或者所述环轭的轴向端面上还具有第二凸壁，所述第一凸壁、第二凸壁沿所述环轭的轴向向外延伸且所述第一凸壁、第二凸壁沿所述环轭径向间隔设置形成开口。根据本发明的一种定子铁芯、磁悬浮轴承及其支撑系统、控制方法、电机，定子铁芯能够同时形成磁悬浮轴承的径向控制和单向轴向控制，结构简单、紧凑，利于缩短转轴的整体长度、减小整机体积，进而提高结构设计余量。

技术领域

本发明属于磁悬浮轴承制造技术领域，具体涉及一种定子铁芯、磁悬浮轴承及其支撑系统、控制方法、电机。

背景技术

一般的，磁悬浮系统由两个径向磁悬浮轴承及轴向磁悬浮轴承组成，如图1所示。径向磁悬浮轴承由径向磁悬浮轴承定子100、径向轴承绕组101和径向磁悬浮轴承转子102组成。径向磁悬浮轴承定子100通过径向轴承绕组101对套设在转轴200上的径向磁悬浮轴承转子102提供可控磁力保证转轴200径向稳定悬浮，两个轴向磁悬浮轴承定子300、400分别通过轴向轴承绕组301、401对安装在转轴200上的推力盘201提供可控磁力保证转轴轴向稳定悬浮，进而这种结构的磁悬浮轴承导致系统整体轴向长度较大。另外，现有技术中，为实现对转轴位置的检测和控制，需要通过径向传感器501、轴向传感器502实时检测转轴位移并反馈至轴承控制器对轴承出力进行控制，由于两个轴向轴承定子300、400分别布置在推力盘201两侧，为避免信号干扰及空间布局限制，轴向传感器502被布置在轴向轴承外侧，通过检测转轴上额外布置的检测面202进行轴向位移检测，这样会导致轴向位移检测与实际轴承控制处即推力盘存在一定距离，在转轴发热变形等情况下会使得轴向位移检测信号存在一定误差，影响悬浮精度及稳定性。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种定子铁芯、磁悬浮轴承及其支撑系统、控制方法、电机，定子铁芯能够同时形成磁悬浮轴承的径向控制和单向轴向控制，结构简单、紧凑，利于缩短转轴的整体长度、减小整机体积，进而提高结构设计余量。

为了解决上述问题，本发明提供一种定子铁芯，包括环轭以及处于所述环轭的内周壁且沿着所述环轭的径向向内延伸的多个定子齿，所述定子齿的轴向端面上具有第一凸壁，所述定子齿或者所述环轭的轴向端面上还具有第二凸壁，所述第一凸壁、第二凸壁沿所述环轭的轴向向外延伸且所述第一凸壁、第二凸壁沿所述环轭径向间隔设置形成开口。

本发明还提供一种磁悬浮轴承，包括定子铁芯，所述定子铁芯为上述的定子铁芯，还包括与转轴套装的转子、多个定子绕组，所述定子铁芯装设于所述转子的径向外侧，所述定子铁芯的内周壁与所述转子的外周壁之间形成径向气隙，多个所述定子绕组一一对应分别绕设于所述开口所对应的多个定子齿上，当所述磁悬浮轴承组装于所述转轴上时，所述转轴上的推力盘能够遮盖于所述开口处且所述第一凸壁及第二凸壁与所述推力盘之间形成轴向气隙。

优选地，所述轴向气隙小于所述径向气隙。

优选地，所述磁悬浮轴承还包括轴承壳体，所述定子铁芯处于所述轴承壳体内，所述轴承壳体具有检测部件安装部，所述检测部件安装部处于与所述开口相应的一侧。

优选地，所述检测部件安装部上安装有轴向位移检测部件和/或径向位移检测部件。

优选地，所述推力盘处于所述第一凸壁与所述检测部件安装部之间，所述轴向位移检测部件的检测头朝向所述推力盘远离所述第一凸壁的一侧。

优选地，所述轴承壳体具有轴向通孔，所述检测部件安装部可拆卸地设置于所述轴向通孔的一端孔口处。

本发明还提供一种磁悬浮轴承支撑系统，包括转轴、第一磁悬浮轴承、第二磁悬浮轴承，所述第一磁悬浮轴承、第二磁悬浮轴承分别处于所述转轴的长度两端，第一磁悬浮轴承、第二磁悬浮轴承皆为上述的磁悬浮轴承，第一磁悬浮轴承中具有的开口与所述第二磁悬浮轴承中具有的开口的开口方向相反。