[发明专利]一种三自由度混合磁轴承

权利要求书

1.一种三自由度混合磁轴承，其特征是：转子6同轴外套径向定子5，径向定子5外同轴套有圆环形永磁体3，永磁体3外同轴套有轴向定子1；轴向定子1外同轴套有轴向控制绕组2。径向定子5外侧沿圆周方向布置12个径向齿磁极，每个径向齿磁极上缠绕径向控制绕组4，面对面的两个径向齿磁极7上的两个径向控制绕组4并联且缠绕方向相反；轴向定子1由一个轴向定子筒11、两个轴向定子盘12、14和两个轴向磁极13、15构成，两个轴向定子盘12、14结构相同且面对面对称布置，两个轴向磁极13、15与转子6的轴向两端之间对应的留有轴向气隙7、8；永磁体3固定镶嵌在径向定子5和轴向定子1之间，轴向控制绕组2缠绕在轴向定子筒11的外环面上；永磁体3沿径向充磁，内侧是S极，外侧是N极。永磁体3产生偏置磁通，控制轴向绕组中电流的大小和正负来控制轴向悬浮力的大小和方向，控制12个径向控制绕组中电流的大小和正负来控制径向悬浮力的大小。

2.根据权利要求1所述的三自由度混合磁轴承，其特征在于：永磁体3、径向定子5、转子6的轴向长度相同。

3.根据权利要求1所述的三自由度混合磁轴承，其特征在于：转子1与径向定子5之间形成径向电磁气隙9，转子6与轴向定子1之间形成轴向电磁气隙7、8。

4.根据权利要求1所述的三自由度混合磁轴承，其特征在于12块永磁体沿径向定子5外侧分布，且沿径向充磁，内侧是S极，外侧是N极，同时为径向控制和轴向控制提供偏置磁场。

5.根据权利要求1所述的三自由度混合磁轴承，其特征在于：12个径向控制绕组缠绕在对应的12个径向齿磁极上，面对面的2个径向齿磁极上的两个径向绕组并联且缠绕方向相反，通过控制径向绕组中电流的大小和方向来控制径向悬浮力的大小。

6.根据权利要求1所述的三自由度混合磁轴承，其特征在于：轴向控制绕组2缠绕在轴向定子筒11上，通过控制轴向绕组中电流的大小和方向来控制轴向悬浮力的大小和方向。

7.根据权利要求1所述的三自由度混合磁轴承，其特征在于：径向控制绕组并联后，由一个线性开关功放驱动；轴向控制绕组由一个线性开关功放驱动。

8.根据权利要求1所述的三自由度混合磁轴承，其特征在于：转子6和径向定子5由硅钢片叠压制成。

9.根据权利要求1所述的三自由度混合磁轴承，其特征在于：轴向定子由导磁材料构成。