[发明专利]完全非接触单框架磁悬浮控制力矩陀螺

摘要

完全非接触单框架磁悬浮控制力矩陀螺，主要由磁悬浮框架系统和磁悬浮转子系统两大部分组成。磁悬浮框架系统主要由框架连接件、框架保护轴承、框架芯轴、框架力矩电机、角位置传感器、框架径向磁轴承、框架轴向磁轴承、框架系统径向/轴向一体化位移传感器、导电滑环、框架底座、框架连接件组成；磁悬浮转子系统主要由陀螺转子、轴座、轴向磁轴承、径向磁轴承、转子系统径向/轴向一体化位移传感器、保护轴承、驱动电机、密封罩、转子系统底座、转子系统连接件组成。本发明采用了磁轴承支撑的转子系统，大大提高了陀螺转子的工作转速和使用寿命；同时框架系统采用磁悬浮单端支撑方式，消除了机械摩擦，提高了系统的控制精度。

主权项

1、完全非接触单框架磁悬浮控制力矩陀螺，其特征在于：主要由磁悬浮转子系统和磁悬浮框架系统两大部分组成，其中磁悬浮转子系统主要由密封罩(1)、陀螺转子(2)、径向磁轴承(3)、左轴向磁轴承(4)、保护轴承(5)、轴座(6)、转子系统径向/轴向一体化位移传感器(7)、转子系统底座(8)、驱动电机(9)、转子系统连接件(10)、右轴向磁轴承(11)组成，其中陀螺转子(2)、径向磁轴承(3)转子部分、驱动电机(9)转子部分、左轴向磁轴承(4)转子部分、右轴向磁轴承(11)转子部分组成磁悬浮转子系统的转子组件，其余为定子组件，定子组件和转子组件之间通过径向磁轴承和轴向磁轴承实现非机械接触的稳定悬浮，径向磁轴承(3)位于磁悬浮转子系统的中部，其定子部分安装于轴座(6)上，转子部分与陀螺转子(2)相连，径向磁轴承(3)的轴向两侧向外是径向/轴向一体化位移传感器(7)和保护轴承(5)，它们与轴座(6)固连，径向/轴向一体化位移传感器(7)的径向外侧是驱动电机(9)，驱动电机(9)的转子部分安装在陀螺转子(2)上，定子部分安装在转子系统底座(8)上，保护轴承(5)的径向外侧是左轴向磁轴承(4)和右轴向磁轴承(11)，它们的转动部分通过轴承套与陀螺转子(2)相连，左轴向磁轴承(4)的定子部分与轴座(6)固连，右轴向磁轴承(11)的定子部分与转子系统底座(8)相连，磁悬浮转子系统的定子组件与轴座(6)相连，轴座(6)通过转子系统底座(8)与转子系统连接件(10)固连；磁悬浮框架系统主要由框架连接件(12)、上径向/轴向一体化位移传感器(13)、框架径向磁轴承(14)、框架力矩电机(15)、框架轴向磁轴承(16)、角位置传感器(17)、下径向/轴向一体化位移传感器(18)、框架保护轴承(19)、框架芯轴(20)、框架底座(21)、导电滑环(22)组成，其中框架芯轴(20)、框架力矩电机(15)转子部分、角位置传感器(17)转子部分、框架连接件(12)、下径向/轴向一体化位移传感器(18)、框架径向磁轴承(14)转子部分、框架轴向磁轴承(16)转子部分组成框架的转动部分，其余为静止部分，框架芯轴(20)为空心圆柱，其内侧安装有框架径向磁轴承(14)的转子部分和框架轴向磁轴承(16)的转子部分，其外侧从下到上依次为保护轴承(19)、下径向/轴向一体化位移传感器(18)、角位置传感器(17)的转子部分和框架力矩电机(15)的转子部分；上径向/轴向一体化位移传感器(13)、框架径向磁轴承(14)的定子部分、框架力矩电机(15)的定子部分、框架轴向磁轴承(16)的定子部分、角位置传感器(17)的定子部分安装在框架底座(21)上，导电滑环(22)的转动部分通过压环与框架芯轴(20)相连，静止部分连接在底座(21)的内孔上，框架芯轴(20)与框架连接件(12)固连，框架连接件(12)与转子系统连接件(10)固连，使转子系统和框架系统组成一体。