[發明專利]磁軸承及應用其的旋轉機構

有效

• 申請號: 202010300266.3
• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN113048148B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 張英哲;賀智威;黃源;肖太平;劉恩洋
• 申請（專利權）人: 坎德拉（深圳）新能源科技有限公司
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 黎堅怡

本申請公開一種磁軸承及應用其的旋轉機構，該磁軸承包括磁轉子組件及與磁轉子組件配合的磁定子組件；磁轉子組件包括轉子軸與套設于轉子軸上的推力盤；磁定子組件包括軸承定子、永磁環、導磁環以及線圈繞組；軸承定子包括有中心通道、沿周向設置的線圈環槽以及連接中心通道與線圈環槽的開口槽，推力盤位于中心通道中且部分嵌入開口槽中，導磁環位于中心通道中且與推力盤以及軸承定子間隔設置，永磁環設置于軸承定子與導磁環的間隔中，線圈繞組設置于線圈環槽內。通過上述方式，本申請可以減少轉子軸的軸向長度，進而提高轉子軸的臨界速度。

技術領域

本申請涉及磁軸承領域，特別涉及一種磁軸承及應用其的旋轉機構。

背景技術

磁懸浮軸承是利用精確控制的電磁力將轉子穩定懸浮，使定轉子之間沒有機械接觸的一種高性能軸承。由于定、轉子之間不存在機械上的接觸，所以磁懸浮軸承的轉子可達到很高的運轉轉速。同時，由于電磁力可以通過專門的控制系統精確調節，因此剛度和阻尼可調。磁懸浮軸承具有能耗低、壽命長、無潤滑、無污染等優點，特別適合高速、真空和超潔凈等特殊的應用場合。

現有技術中，通過沿軸承軸向設置兩個磁導體，并在兩個磁導體之間設置永磁體，在磁導體內設置有線圈繞組，通過永磁體與線圈繞組配合提供軸向磁通回路從而實現對內部轉子的控制，但是由于磁通回路是軸向設置的，因此，內部轉子需要作為磁導磁參與該磁通回路，這樣會增加整個轉子的軸向長度，進而減少轉子的臨界轉速。

發明內容

本申請主要提供一種磁軸承及應用其的旋轉機構，以解決現有技術由于轉子的軸向長度較大導致轉子臨界速度較低的問題。

為解決上述技術問題，本申請采用的一個技術方案是：提供一種磁軸承，所述磁軸承包括磁轉子組件及與所述磁轉子組件配合的磁定子組件；所述磁轉子組件包括轉子軸與套設于所述轉子軸上的推力盤；所述磁定子組件包括軸承定子、永磁環、導磁環以及線圈繞組；其中，所述軸承定子包括有中心通道、沿周向設置的線圈環槽以及連接所述中心通道與所述線圈環槽的開口槽，所述推力盤位于所述中心通道中且部分嵌入所述開口槽中，所述導磁環位于所述中心通道中且與所述推力盤以及軸承定子間隔設置，所述永磁環設置于所述軸承定子與所述導磁環的間隔中，所述線圈繞組設置于所述線圈環槽內；其中，所述永磁環用于生成永磁磁通回路，所述永磁磁通回路從所述永磁環出發并依次穿過導磁環、推力盤以及軸承定子回到所述永磁環，或所述永磁磁通回路從所述永磁環出發并依次穿過及軸承定子、推力盤、導磁環回到所述永磁環；所述線圈繞組用于在施加電流后生成電磁磁通回路，所述電磁磁通回路在所述軸承定子上且繞所述線圈環槽傳輸；所述永磁磁通回路與所述電磁磁通回路配合在所述推力盤沿軸線方向的兩側形成磁通密度偏差，進而對所述轉子軸進行控制。

根據本申請提供的一實施方式，所述線圈繞組在所述線圈環槽內的槽滿率大于或等于50％，小于或等于70％。

根據本申請提供的一實施方式，所述線圈繞組在所述線圈環槽內的槽滿率60％。

根據本申請提供的一實施方式，位于所述開口槽內的推力盤與所述開口槽的槽側壁的氣隙為0.5mm。

根據本申請提供的一實施方式，所述軸承定子、永磁環、線圈繞組、導磁環、轉子軸以及推力盤的軸線均位于同一直線上。

根據本申請提供的一實施方式，所述永磁環的徑向寬度等于軸承定子與所述導磁環的間隔寬度。

根據本申請提供的一實施方式，所述永磁環設置于所述軸承定子與所述導磁環的間隔中遠離所述推力盤的一端。

根據本申請提供的一實施方式，所述永磁環、軸承定子以及導磁環垂直于軸線的外表面平齊。

根據本申請提供的一實施方式，所述轉子軸為磁導體或磁絕緣體。

解決上述技術問題，本申請采用的另一個技術方案是：提供一種旋轉機構，所述旋轉機構包括上述中任一項所述的磁軸承。