[实用新型]一种模块化永磁偏置磁轴承

说明书

本发明创造公开了一种模块化永磁偏置磁轴承，包括模块固定支架、转子叠片以及各个定子单元；各个定子单元均包括两个定子组件，每个定子组件均包括定子叠片、永磁体以及控制绕组。该模块化永磁偏置磁轴承利用模块化的各个定子单元安装在模块固定支架上，从而对称式分布在转子叠片的周围，使得转子叠片呈磁悬浮状态，不仅安装方便，而且便于后期维护；利用模块化的各个定子单元能够根据承载力需要选择安装相应数量的定子单元，快速满足设计需要，提高设计效率；利用永磁体建立偏置磁场，与现有的电磁偏置磁悬浮轴承相比具有较低的功耗。

技术领域

本发明创造涉及一种磁轴承，尤其是一种模块化永磁偏置磁轴承。

背景技术

磁悬浮轴承是一种利用磁场力将转子无机械摩擦地悬浮在空中的一种高性能轴承，无论是在高速运动场合还是低速洁净场合都有广阔的应用前景。

磁悬浮轴承与普通机械轴承相比具有以下优点：1、能够承受极高的转速。采用磁悬浮轴承支承的转轴可以在超临界、每分钟数十万转的工况下运行，其圆周速度只受转轴材料强度的限制。通常来说，在轴颈直径相同的情况下，采用磁悬浮轴承支承的转轴能达到的转速比采用滚动轴承支承的转轴大约高2倍，比采用滑动轴承支承的转轴大约高3倍。2、由于定、转子不直接接触，磁悬浮轴承具有较低的摩擦损耗，在10000r/min时，磁悬浮轴承的功耗大约只有流体动压润滑支承的6％，只有滚动支承的17％，节能效果明显。3、不受机械磨损，接触疲劳等因素制约，因此可连续工作，并具有很高的寿命和可靠性，降低维护成本；4、无需添加润滑剂。由于定、转子之间不存在机械摩擦，工作时不需要添加润滑剂，因此不存在润滑剂对环境所造成的污染问题，在禁止使用润滑剂和禁止污染的场合，如真空设备、超净无菌室等场合，磁悬浮轴承有着无可比拟的优势。

根据磁场建立方式的不同，磁悬浮轴承可分为永磁型、电磁偏置型和永磁偏置型三种类型。永磁型磁悬浮轴承主要利用磁性材料之间固有的斥力或吸力来实现转轴的悬浮，其结构简单，能量损耗少，但刚度和阻尼也都比较小。电磁偏置型磁悬浮轴承由通入直流电的偏磁绕组在气隙中建立偏置磁场，由通入大小和方向都受到实时控制的交变电流的控制绕组来在气隙中建立控制磁场，这两个磁场在气隙中的叠加和抵消产生了大小和方向都可以主动控制的磁场吸力，从而实现了转子的稳定悬浮，这种类型的磁悬浮轴承刚度大，可以精密控制，但产生单位承载力所需的体积、重量和功耗也都比较大。永磁偏置型磁悬浮轴承。永磁偏置型磁悬浮轴承气隙中的偏置磁场由永磁体产生，控制磁场由通入交变电流的控制绕组产生。相比于电磁偏置型磁悬浮轴承，永磁偏置型磁悬浮轴承的结构更加紧凑，产生单位承载力所需的功耗也更小。因此，永磁偏置磁悬浮轴承在对功耗、体积要求越来越高的现代工业技术产业中拥有无可替代的优势。

发明内容

发明创造目的：提供一种模块化永磁偏置磁轴承，能够实现永磁偏置磁轴承的模块化安装，提高安装效率，降低设计成本和维护成本。

技术方案：本发明创造所述的模块化永磁偏置磁轴承，包括模块固定支架、转子叠片以及各个定子单元；各个定子单元均包括两个定子组件，每个定子组件均包括定子叠片、永磁体以及控制绕组；

永磁体嵌入安装在定子叠片中，并在定子叠片上一体式设置有一个定子凸台；控制绕组围绕设置在定子凸台上，且定子凸台的台面凸出控制绕组外；各个定子单元的两个定子组件两两并列式安装在模块固定支架上，且定子凸台的台面与转子叠片相对；各个定子单元对称式分布在转子叠片周围，使转子叠片呈磁悬浮状态。

进一步的，模块固定支架包括固定圆环以及各个支架单元；支架单元包括夹持定位组件、条形夹持板、矩形夹持板以及两根对拉杆；各个夹持定位组件间隔式夹持安装在固定圆环上；条形夹持板的中部固定安装在夹持定位组件上，定子单元的两个定子组件并列式夹持在条形夹持板与矩形夹持板之间，并通过两根对拉杆对拉固定。

进一步的，两根对拉杆分别垂直安装在条形夹持板的两端上；在两根对拉杆的悬空端上均设置有外螺纹；在矩形夹持板的两个对拉侧边缘中部均设置有一个边缘凸块；两根对拉杆的悬空端分别贯穿两个边缘凸块，并在贯穿端的外螺纹上螺纹旋合安装有对拉螺母。