本技術(shù)涉及磁懸浮軸承，具體為一種集成式永磁偏置三自由度磁懸浮軸承。

背景技術(shù)：

1、磁懸浮軸承是利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸浮于空中，使轉(zhuǎn)子與定子之間沒有機(jī)械接觸。其原理是磁感應(yīng)線與磁浮線成垂直，軸芯與磁浮線是平行的，所以轉(zhuǎn)子的重量就固定在運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道上，利用幾乎是無負(fù)載的軸芯往反磁浮線方向頂撐，形成整個轉(zhuǎn)子懸空，在固定運(yùn)轉(zhuǎn)軌道上；

2、傳統(tǒng)的分立式三自由度磁懸浮軸承體積較大，而且軸向長度較長，在通過永磁場承載飛輪重力時的能耗較高，從而導(dǎo)致使用時的成本較高，并且由于需要通過功率放大器對繞組進(jìn)行控制，需要通過傳感器對狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，這就導(dǎo)致磁懸浮軸承表面需要許多導(dǎo)線，現(xiàn)有的磁懸浮軸承不便于對這些導(dǎo)線進(jìn)行整理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于提供一種集成式永磁偏置三自由度磁懸浮軸承，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

3、一種集成式永磁偏置三自由度磁懸浮軸承，包括定子套筒、轉(zhuǎn)子鐵芯、徑向控制繞組、軸向控制繞組、定子圓盤、軸向磁極、定子磁軛、徑向磁極和永磁環(huán)，兩個所述定子圓盤分別固定在定子套筒的兩端，所述轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)動設(shè)置于兩個定子圓盤之間，所述永磁環(huán)嵌裝于定子套筒內(nèi)，所述定子磁軛固定于永磁環(huán)的表面，所述徑向磁極固定于定子磁軛的表面，所述軸向磁極固定于定子圓盤的表面，所述徑向控制繞組安裝在徑向磁極的表面，所述軸向控制繞組安裝在軸向磁極的表面，所述徑向磁極與轉(zhuǎn)子鐵芯之間設(shè)置有四個徑向氣隙，所述軸向磁極與轉(zhuǎn)子鐵芯之間設(shè)置有兩個軸向氣隙，所述軸向氣隙中存在偏置磁場與軸向控制磁場。

4、優(yōu)選的，所述定子套筒的表面設(shè)置有線路整理機(jī)構(gòu)，所述線路整理機(jī)構(gòu)包括線架和耳座，所述耳座固定于定子套筒的表面，所述耳座的表面設(shè)置有凹槽，所述凹槽通過通孔連通于定子套筒內(nèi)，所述線架安裝于定子套筒的表面，所述耳座設(shè)置于線架內(nèi)。

5、優(yōu)選的，所述線架包括兩個相同的環(huán)形殼體以及一個調(diào)節(jié)座，所述調(diào)節(jié)座的表面設(shè)置有通槽，所述環(huán)形殼體的內(nèi)部設(shè)置有通道，兩個所述環(huán)形殼體通過連接件固定安裝于定子套筒的表面，所述耳座卡合于通道內(nèi)，所述調(diào)節(jié)座滑動設(shè)置于兩個環(huán)形殼體之間，所述通槽通過通道和空腔與定子套筒相連通。

6、優(yōu)選的，所述環(huán)形殼體的表面設(shè)置有缺口，所述調(diào)節(jié)座的側(cè)面設(shè)置有與缺口內(nèi)壁相匹配的滑槽，所述調(diào)節(jié)座通過滑槽滑動設(shè)置于兩個缺口內(nèi)。

7、優(yōu)選的，所述連接件包括導(dǎo)柱、連接孔、螺紋孔以及螺栓，所述導(dǎo)柱垂直固定于通道的內(nèi)部，所述連接孔貫穿設(shè)置于其中一個環(huán)形殼體的表面，所述螺紋孔設(shè)置于另外一個環(huán)形殼體的表面以及導(dǎo)柱的端面，所述螺栓貫穿連接孔并螺紋連接于螺紋孔內(nèi)。

8、優(yōu)選的，所述線架由絕緣材料制成，所述滑槽的兩端設(shè)置為弧形結(jié)構(gòu)。

9、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

10、在本實(shí)用中，當(dāng)轉(zhuǎn)子鐵芯受到負(fù)載不超過磁懸浮軸承的承載力時，磁懸浮軸承都能產(chǎn)生大小和方向可控的軸向和徑向懸浮力，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子鐵芯三個自由度的穩(wěn)定懸浮，相較傳統(tǒng)分立式三自由度磁懸浮軸承，體積更小，軸向長度縮小50%，提高了轉(zhuǎn)子額臨界轉(zhuǎn)速，相較于電磁偏置磁懸浮軸承kw級能耗，用永磁場承載飛輪重力的能耗接近于零，并且通過線路整理機(jī)構(gòu)的設(shè)置，能夠各種導(dǎo)線進(jìn)行收束，將其固定在線架內(nèi)并通過通槽同一引導(dǎo)至定子套筒外，以便于對導(dǎo)線進(jìn)行整理。

技術(shù)特征：

1.一種集成式永磁偏置三自由度磁懸浮軸承，其特征在于：包括定子套筒（1）、轉(zhuǎn)子鐵芯（2）、徑向控制繞組（3）、軸向控制繞組（4）、定子圓盤（5）、軸向磁極（6）、定子磁軛（7）、徑向磁極（8）和永磁環(huán)（9），兩個所述定子圓盤（5）分別固定在定子套筒（1）的兩端，所述轉(zhuǎn)子鐵芯（2）轉(zhuǎn)動設(shè)置于兩個定子圓盤（5）之間，所述永磁環(huán)（9）嵌裝于定子套筒（1）內(nèi)，所述定子磁軛（7）固定于永磁環(huán)（9）的表面，所述徑向磁極（8）固定于定子磁軛（7）的表面，所述軸向磁極（6）固定于定子圓盤（5）的表面，所述徑向控制繞組（3）安裝在徑向磁極（8）的表面，所述軸向控制繞組（4）安裝在軸向磁極（6）的表面，所述徑向磁極（8）與轉(zhuǎn)子鐵芯（2）之間設(shè)置有四個徑向氣隙，所述軸向磁極（6）與轉(zhuǎn)子鐵芯（2）之間設(shè)置有兩個軸向氣隙，所述軸向氣隙中存在偏置磁場與軸向控制磁場。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式永磁偏置三自由度磁懸浮軸承，其特征在于：所述定子套筒（1）的表面設(shè)置有線路整理機(jī)構(gòu)，所述線路整理機(jī)構(gòu)包括線架（10）和耳座（11），所述耳座（11）固定于定子套筒（1）的表面，所述耳座（11）的表面設(shè)置有凹槽（12），所述凹槽（12）通過通孔（13）連通于定子套筒（1）內(nèi)，所述線架（10）安裝于定子套筒（1）的表面，所述耳座（11）設(shè)置于線架（10）內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種集成式永磁偏置三自由度磁懸浮軸承，其特征在于：所述線架（10）包括兩個相同的環(huán)形殼體（14）以及一個調(diào)節(jié)座（15），所述調(diào)節(jié)座（15）的表面設(shè)置有通槽（16），所述環(huán)形殼體（14）的內(nèi)部設(shè)置有通道（17），兩個所述環(huán)形殼體（14）通過連接件固定安裝于定子套筒（1）的表面，所述耳座（11）卡合于通道（17）內(nèi)，所述調(diào)節(jié)座（15）滑動設(shè)置于兩個環(huán)形殼體（14）之間，所述通槽（16）通過通道（17）和空腔與定子套筒（1）相連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種集成式永磁偏置三自由度磁懸浮軸承，其特征在于：所述環(huán)形殼體（14）的表面設(shè)置有缺口（18），所述調(diào)節(jié)座（15）的側(cè)面設(shè)置有與缺口（18）內(nèi)壁相匹配的滑槽（19），所述調(diào)節(jié)座（15）通過滑槽（19）滑動設(shè)置于兩個缺口（18）內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種集成式永磁偏置三自由度磁懸浮軸承，其特征在于：所述連接件包括導(dǎo)柱（20）、連接孔（21）、螺紋孔（22）以及螺栓（23），所述導(dǎo)柱（20）垂直固定于通道（17）的內(nèi)部，所述連接孔（21）貫穿設(shè)置于其中一個環(huán)形殼體（14）的表面，所述螺紋孔（22）設(shè)置于另外一個環(huán)形殼體（14）的表面以及導(dǎo)柱（20）的端面，所述螺栓（23）貫穿連接孔（21）并螺紋連接于螺紋孔（22）內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種集成式永磁偏置三自由度磁懸浮軸承，其特征在于：所述線架（10）由絕緣材料制成，所述滑槽（19）的兩端設(shè)置為弧形結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供一種集成式永磁偏置三自由度磁懸浮軸承，包括定子套筒、轉(zhuǎn)子鐵芯、徑向控制繞組、軸向控制繞組、定子圓盤、軸向磁極、定子磁軛、徑向磁極和永磁環(huán)。在本實(shí)用中，當(dāng)轉(zhuǎn)子鐵芯受到負(fù)載不超過磁懸浮軸承的承載力時，磁懸浮軸承都能產(chǎn)生大小和方向可控的軸向和徑向懸浮力，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子鐵芯三個自由度的穩(wěn)定懸浮，相較傳統(tǒng)分立式三自由度磁懸浮軸承，體積更小，軸向長度縮小50%，提高了轉(zhuǎn)子額臨界轉(zhuǎn)速，相較于電磁偏置磁懸浮軸承kW級能耗，用永磁場承載飛輪重力的能耗接近于零，并且通過線路整理機(jī)構(gòu)的設(shè)置，能夠各種導(dǎo)線進(jìn)行收束，將其固定在線架內(nèi)并通過通槽同一引導(dǎo)至定子套筒外，以便于對導(dǎo)線進(jìn)行整理。

技術(shù)研發(fā)人員：梅磊,徐偉,呂杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州邇磊智能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240530
技術(shù)公布日：2025/1/6