[发明专利]一种两自由度洛伦兹力外转子球面磁轴承

摘要

本发明公开了一种两自由度洛伦兹力外转子球面磁轴承，包括线圈、隔磁凸台、定子球面导磁环、隔磁螺钉、环氧树脂胶、安装座、球面磁钢、隔磁环、转子导磁环、转子锁母和转子套筒，两对线圈分别用于磁轴承径向X和Y的偏转控制，两对线圈通过环氧树脂胶固定在定子球面导磁环上，球面磁钢位于线圈径向外侧，球面磁钢内球面与转子导磁环外球面留有一定的球壳间隙，形成空气气隙。由于采用了球壳状气隙，转子可以大角度偏转，克服了现有柱状气隙洛伦兹力磁轴承偏转角较小的缺点。此外，转子偏转至任何位置时，通电线圈电流产生的安培力始终与线圈所在球面相切，即每对线圈的安培力组成的力偶的力臂为恒值，从而提高了洛伦兹力的控制力矩精度。

主权项

一种两自由度洛伦兹力外转子球面磁轴承，主要由定子系统和转子系统两部分组成，其特征在于：定子系统主要包括：左线圈(1A)、右线圈(1B)、前线圈(1C)、后线圈(1D)、左隔磁凸台(2A)、右隔磁凸台(2B)、前隔磁凸台(2C)、后隔磁凸台(2D)、定子球面导磁环(3)、左隔磁螺钉(4A)、右隔磁螺钉(4B)、前隔磁螺钉(4C)、后隔磁螺钉(4D)、环氧树脂胶(5)和安装座(6)；转子系统主要包括：上球面磁钢(7A)、下球面磁钢(7B)、隔磁环(8)、转子导磁环(9)、转子锁母(10)和转子套筒(11)；左线圈(1A)、右线圈(1B)、前线圈(1C)和后线圈(1D)成对使用，左线圈(1A)和右线圈(1B)组成一对用于径向X向偏转控制，前线圈(1C)和后线圈(1D)组成一对用于径向Y向偏转控制，左线圈(1A)缠绕在左隔磁凸台(2A)上，右线圈(1B)缠绕在右隔磁凸台(2B)上，前线圈(1C)缠绕在前隔磁凸台(2C)上，后线圈(1D)缠绕在后隔磁凸台(2D)上，左隔磁凸台(2A)位于定子球面导磁环(3)径向左侧，并通过左隔磁螺钉(4A)固定在定子球面导磁环(3)外球面上，右隔磁凸台(2B)位于定子球面导磁环(3)径向右侧，并通过右隔磁螺钉(4B)固定在定子球面导磁环(3)外球面上，前隔磁凸台(2C)位于定子球面导磁环(3)径向前侧，并通过前隔磁螺钉(4C)固定在定子球面导磁环(3)外球面上，后隔磁凸台(2D)位于定子球面导磁环(3)径向后侧，并通过后隔磁螺钉(4D)固定在定子球面导磁环(3)外球面上，左线圈(1A)、右线圈(1B)、前线圈(1C)和后线圈(1D)通过环氧树脂胶(5)固化安装在定子球面导磁环(3)上，左线圈(1A)、右线圈(1B)、前线圈(1C)、后线圈(1D)、左隔磁凸台(2A)、右隔磁凸台(2B)、前隔磁凸台(2C)、后隔磁凸台(2D)、定子球面导磁环(3)、左隔磁螺钉(4A)、右隔磁螺钉(4B)、前隔磁螺钉(4C)、后隔磁螺钉(4D)和环氧树脂胶(5)位于安装座(6)的上端，并通过定子球面导磁环(3)与安装座(6)的螺纹连接固定安装在安装座(6)上，上球面磁钢(7A)和下球面磁钢(7B)分别位于左线圈(1A)、右线圈(1B)、前线圈(1C)和后线圈(1D)的径向外侧上方和径向外侧下方，隔磁环(8)位于上球面磁钢(7A)和下球面磁钢(7B)之间，转子导磁环(9)位于上球面磁钢(7A)、下球面磁钢(7B)和隔磁环(8)的径向外侧，转子锁母(10)位于下球面磁钢(7B)和转子导磁环(9)的下端，上球面磁钢(7A)、下球面磁钢(7B)、隔磁环(8)、转子导磁环(9)和转子锁母(10)位于转子套筒(11)的径向内侧，并通过转子锁母(10)与转子套筒(11)的螺纹连接固定安装在转子套筒(11)的径向内侧，上球面磁钢(7A)和下球面磁钢(7B)与定子球面导磁环(3)间留有一定的间隙，形成空气气隙(12)。