[发明专利]用于磁悬浮系统的磁致动器

说明书

一种用于磁悬浮系统的磁致动器，所述磁致动器包括核心部分(101)，所述核心部分具有环形轭(102)和连结所述轭的径向指向齿(103)。所述磁致动器包括线圈(104)和机械结构，所述线圈包围所述齿，所述机械结构具有第一部分(105)和第二部分(106)。所述第一部分附接到所述轭并且轴向地传导磁通量。所述第二部分与所述第一部分连结并且在与所述齿中的磁通量方向相反的方向上径向地传导磁通量。所述磁致动器包括处在所述第二部分和所述齿之间的机械安全轴承(107)。因此，所述安全轴承位于被磁通量循环路径包围的空间中。因此，所述安全轴承不会增加所述磁悬浮系统的轴向长度。

技术领域

本公开涉及一种用于磁悬浮系统的磁致动器，其可以例如是、但不一定是主动磁轴承“AMB”。此外，本公开涉及一种磁悬浮系统。

背景技术

磁悬浮系统，诸如例如主动磁轴承“AMB”，通常用于使例如旋转或摆动的物体悬浮起来。典型的应用是电机(例如高速电机)的转子的悬浮。在许多情况下，悬浮是通过平衡反向作用磁体的吸引力和作用在待悬浮的物体上的其它力来实现的，其中至少一个磁体是可控电磁体。原则上，也可以通过用于抵抗可控电磁铁的吸引力的其它力(例如重力)来平衡该电磁铁的吸引力。存在若干种不同类型的磁悬浮系统。一些系统使用永磁体材料来生成偏置磁通量，而其它系统使用直接的偏置电流来生成偏置磁通量。所述偏置用于使系统的操作线性化并且用于改善系统的控制动力学。此外，基于永磁体材料的偏置降低了磁悬浮系统的能耗。

由于磁悬浮的固有的不稳定性，需要主动控制作用于悬浮的物体(例如：电机的转子)的全部或一些自由度的磁力。所述不稳定性是由于以下事实引起的：当磁铁和物体之间的气隙变小时，作用在磁铁和由例如铁磁材料制成的物体之间的磁吸引力会增加。

在控制系统故障和/或缺乏能量和/或过度外部干扰的情况下，由磁悬浮系统悬浮起来的物体从物体的期望位置移位。为了防止损坏物体和/或磁悬浮系统的固定部分，磁悬浮系统通常配备有安全装置，所述安全装置用于在磁悬浮不工作或超过磁悬浮能力时承载物体。在磁悬浮系统是用于使转子悬浮起来的主动磁轴承“AMB”的情况下，上述安全装置通常包括一个或多个机械安全轴承，该一个或多个机械安全轴承例如可以是滚动轴承或滑动轴承。机械安全轴承通常与主动磁轴承的磁致动器在转子的轴向方向上相继连接。这增加了转子的总轴向长度，从而增加了额外的材料，导致了额外的质量。增加轴向长度的一个缺点是需要加大磁致动器的尺寸，以使该额外的质量也悬浮起来。增加轴向长度的另一个缺点是使转子的固有频率降低，这缩小了转子的可用转速范围。

发明内容

下面给出了一个简化的概述，以便提供对各种发明实施例的一些方面的基本理解。该概述不是本发明的广泛概述。它既不旨在识别本发明的关键或关键要素，也不旨在描绘本发明的范围。以下概述仅以简化形式呈现本发明的一些概念，作为对本发明的示例性实施例的更详细描述的前序。

在本文档中，“几何”一词用作前缀时表示几何概念，其不一定是任何物理对象的一部分。几何概念可以是，例如几何点、直线或曲线几何线、几何平面、非平面几何表面、几何空间或零、一、二或三维的任何其它几何实体。

根据本发明，提供了一种用于磁悬浮系统的新型磁致动器，其可以例如是、但不一定是主动磁轴承“AMB”。

根据本发明的磁致动器包括：

-核心部分，所述核心部分具有环形轭和连结所述环形轭的径向指向齿，

-线圈，所述线圈具有径向指向磁轴线，并且包围所述径向指向齿，

-机械结构，所述机械结构具有第一部分和第二部分，所述第一部分附接到所述环形轭并且从所述环形轭轴向地延伸，所述第二部分与所述第一部分连结，并且所述第二部分在与所述径向指向齿从所述环形轭径向地延伸所沿的相同方向上从所述第一部分径向地延伸，以及

-机械安全轴承，在所述磁致动器的轴向方向上，该安全轴承在所述机械结构的第二部分和所述核心部分的径向指向齿之间。