[发明专利]磁悬浮轴承

说明书

本发明涉及轴承技术领域，提供一种磁悬浮轴承，包括径向定子部、转子部以及霍尔阵列传感器。转子部上设有第一永磁体，霍尔阵列传感器包括基板以及霍尔芯片，基板用于与外设终端电性连接。通过增设了一霍尔阵列传感器，以及在转子部上设置第一永磁体来判断转子部的相对位置，利用霍尔阵列传感器来实时监测第一永磁体的位置，进而实时判断转子部相对径向定子部的位置。在采用单一设置的霍尔阵列传感器，在传感器的使用数量上更少，同时，也减小来了传感器所占据的安装空间，整体结构更加简单，整体体积更小，且成本更低。

技术领域

本发明涉及轴承技术领域，尤其提供一种磁悬浮轴承。

背景技术

磁悬浮轴承是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。其原理是磁感应线与磁浮线成垂直，轴芯与磁浮线是平行的，所以转子的重量就固定在运转的轨道上，利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑，形成整个转子悬空在固定运转轨道上。与传统的滚动轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁悬浮轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。

目前，磁悬浮轴承是径向位置布置检测转子移动位置的多个传感器，如光电传感器、电涡流传感器、电感传感器、电容传感器等，以实时检测转子的位置，进而同步调整电磁力来稳定转子的位置。这样，导致磁悬浮轴承的整体结构复杂，体积大，且造价高。

发明内容

本发明的目的提供一种磁悬浮轴承，旨在解决现有的磁悬浮轴承整体结构复杂、体积大且成本高的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种磁悬浮轴承，包括径向定子部、能够绕于所述径向定子部的中轴线转动的转子部以及用于检测所述转子部相对所述径向定子部移动位置的霍尔阵列传感器，所述转子部设于所述径向定子部内；或者，所述转子部围设于所述径向定子部的周侧，所述转子部上设有第一永磁体，所述霍尔阵列传感器包括朝向所述第一永磁体的磁极设置的基板以及呈阵列地设于所述基板上的霍尔芯片，所述基板用于与外设终端电性连接，用以信号传输。

本发明的有益效果：本发明提供的磁悬浮轴承，其工作过程如下：径向定子部在通电状态下形成磁场，转子部在磁场的作用下，在径向定子部的内部或外部悬浮，并可绕于径向定子部的中轴线转动，该磁悬浮轴承可为内转子轴承或者外转子轴承。由于转子部与径向定子部之间形成转动间隙，那么二者之间无机械接触，转子部则可相对径向定子部高速转动，同时，为了确保转子部相对径向定子部的位置，避免转子部与径向定子部发生接触，甚至碰撞，则增设了一霍尔阵列传感器，以及在转子部上设置第一永磁体，利用霍尔阵列传感器来实时监测第一永磁体的位置，进而实时判断转子部相对径向定子部的位置，具体地，霍尔阵列传感器包括基板以及呈阵列方式布设在基板上的霍尔芯片，这里，基板的设置位置不做限位，以使各霍尔芯片能够监测到第一永磁体的位置为准。当转子部在水平平面内相对径向定子部发生移动时，也带动第一永磁体随之移动，第一永磁体会在其周围产生磁场，当第一永磁体与霍尔芯片之间存在一个合适距离时，第一永磁体的部分磁场会穿过基板上的一部分霍尔芯片。对于在基板上的任一个霍尔芯片来说，通过它的磁场(或该芯片输出的电压值)和第一永磁体之间的相对位置有关，即通过分析霍尔阵列中的每一个霍尔芯片的输出电压，并依据一定的算法，可以解析出第一永磁体与霍尔阵列之间的相对位置，从而判断转子部相对于径向定子部的位置。本申请的磁悬浮轴承，采用单一设置的霍尔阵列传感器，相较于传统的磁悬浮轴承，在传感器的使用数量上更少，同时，也减小了传感器所占据的安装空间，使得本申请的磁悬浮轴承整体结构更加简单，整体体积更小，且成本更低。

在一个实施例中，所述基板沿垂直于所述转子部的转轴方向设置，且，所述第一永磁体产生的磁场穿过所述霍尔芯片所组成的阵列区域。

在一个实施例中，所述基板具有朝向所述第一永磁体的第一安装端面以及与所述第一安装端面相对的第二安装端面，所述霍尔芯片设于所述第一安装端面和/或所述第二安装端面上，所述霍尔芯片的数量不少于三个。