[发明专利]一种三自由度混合偏置磁轴承

权利要求书

1.一种三自由度混合偏置磁轴承，包括径向力定子、齿永磁体、轭永磁体、导磁轭、轴向力定子Ⅰ、轴向力定子Ⅱ、转子、转轴、偏置线圈、径向悬浮线圈、轴向悬浮线圈Ⅰ和轴向悬浮线圈Ⅱ；

其特征在于，所述轴向力定子Ⅰ、径向力定子和轴向力定子Ⅱ串联布置在导磁轭内，且径向力定子布置在轴向力定子Ⅰ和轴向力定子Ⅱ之间；所述轴向力定子Ⅰ与径向力定子存在间隙Ⅰ，所述轴向力定子Ⅱ与径向力定子存在间隙Ⅱ，所述间隙Ⅰ和间隙Ⅱ相等；所述转子为圆柱结构，且布置在所述径向力定子内，所述转子套在转轴上；

所述径向力定子由圆周上均匀布置的8个T型定子构成，所述T型定子包括定子齿和定子轭两个部分；水平正方向布置有1个所述T型定子，且其定子齿中中心线与水平方向重合；竖直正方向布置有1个所述T型定子，且其定子齿中中心线与竖直方向重合；水平负方向布置有1个所述T型定子，且其定子齿中中心线与水平方向重合；竖直负方向布置有1个所述T型定子，且其定子齿中中心线与竖直方向重合；剩余4个T型定子分别布置在处于水平和竖直位置的相邻两T型定子之间；

所述齿永磁体为矩形结构，共4个；所述轭永磁体为矩形结构，共8个；相邻两个所述T型定子的定子轭之间紧密布置有1个轭永磁体，共8个，且8个所述轭永磁体均采用环向充磁方式；

处于水平和竖直位置的4个T型定子的每个齿上均绕有1个偏置线圈和1个径向悬浮线圈，共4个偏置线圈和4个径向悬浮线圈；剩余4个T型定子的每个齿上嵌有1个齿永磁体，共4个，且4个所述齿永磁体采用径向充磁方式；

所述导磁轭由圆周上均匀布置的8个扇形轭构成，扇形轭中心线与所述T型定子中心线重合；相邻两个扇形轭之间存在间隙，且间隙宽度与所述轭永磁体宽度相同；

所述轴向力定子Ⅰ与轴向定力子Ⅱ均为型结构，所述型结构包括径向部件和轴向部件两个部分，径向部件与轴向部件在空间上相互垂直；所述轴向部件存在1个轴向凸极，所述轴向力定子Ⅰ与轴向力定子Ⅱ的轴向凸极朝向相反，均指向转子；所述型结构内布置有1个通孔，所述通孔的中心线与转轴的中心线重合；每个所述型结构的轴向凸极形成1个环形齿；所述环形齿的外径大于所述通孔的内径，所述通孔的内径大于转轴的外径；所述转轴贯穿所述轴向力定子Ⅰ与轴向力定子Ⅱ，且布置在所述通孔内；

所述径向部件包括8个空间上均匀分布的径向扇形齿；所述径向部件的每个径向扇形齿中心线与所述导磁轭的每个扇形轭中心线重合；相邻所述径向扇形齿间存在隔磁槽，且隔磁槽宽度与轭永磁体宽度相等；

所述轴向力定子Ⅰ的环形齿上绕有1个轴向悬浮线圈Ⅰ，所述轴向力定子Ⅱ的环形齿上绕有1个轴向悬浮线圈Ⅱ；

所述三自由度混合偏置磁轴承中的各线圈连接方式为：4个所述偏置线圈串联构成1个偏置绕组；水平方向上的2个径向悬浮线圈反向串联构成1个水平径向悬浮绕组；竖直方向上的2个径向悬浮线圈反向串联构成1个竖直径向悬浮绕组；1个轴向悬浮线圈Ⅰ和1个轴向悬浮线圈Ⅱ反向串联构成1个轴向悬浮绕组。