一种五自由度数控机床高速磁悬浮电主轴

摘要

本发明公开一种五自由度数控机床高速磁悬浮电主轴，该电主轴包括安装于钢筒上的转轴（1）、1个二自由度磁悬浮异步电动机和2个三自由度交直流混合磁轴承，所二自由度磁悬浮异步电动机通过二自由度磁悬浮异步电机转子（18）安装于转轴（1）上，所述2个三自由度交直流混合磁轴承经三自由度交直流混合磁轴承转子（12）对称安装于转轴（1）二自由度磁悬浮异步电动机两侧的转轴（1）上；所述任一三自由度交直流混合磁轴承与二自由度磁悬浮异步电机组合形成五自由度磁悬浮异步电机。该电主轴不需要润滑，不仅缩短了轴向空间，结构对称，可灵活组成五自由度磁悬浮异步电机，能在满足高速运行的前提下大幅提高无故障运行时间，降低能量损耗。

主权项

一种五自由度数控机床高速磁悬浮电主轴，其特征在于，包括安装于缸筒上的转轴(1)、1个二自由度磁悬浮异步电动机、2个三自由度交直流混合磁轴承和调心轴承(2)，其中，二自由度磁悬浮异步电动机包括二自由度磁悬浮异步电动机转矩控制绕组(7)和二自由度磁悬浮异步电动机悬浮控制绕组；所述二自由度磁悬浮异步电动机通过二自由度磁悬浮异步电动机转子(18)安装于转轴(1)上，所述2个三自由度交直流混合磁轴承经三自由度交直流混合磁轴承转子(12)对称安装于二自由度磁悬浮异步电动机两侧的转轴(1)上；所述任一三自由度交直流混合磁轴承与二自由度磁悬浮异步电动机组合形成五自由度磁悬浮异步电机；所述二自由度磁悬浮异步电动机转子(18)采用鼠笼型转子，所述二自由度磁悬浮异步电动机转矩控制绕组(7)是靠近内圆的三相绕组ZA，ZB，ZC，所述二自由度磁悬浮异步电动机悬浮控制绕组(8)为外圆的三相绕组XA，XB，XC，所述二自由度磁悬浮异步电动机转矩控制绕组(7)和二自由度磁悬浮异步电动机悬浮控制绕组(8)均采用单层交叉式绕制方式，星型连接，并绕根数为1，并联支路数为1；所述调心轴承(2)用于防止突然断电或磁轴承系统失控时，三自由度交直流混合磁轴承转子(12)与轴向定子(13)相碰，所述二自由度磁悬浮异步电动机转矩控制绕组(7)和二自由度磁悬浮异步电动机悬浮控制绕组(8)每槽导体匝数分别为41匝，串联导体的线径均为0.71mm，二自由度磁悬浮异步电动机的定子参数为：内径98mm，外径155mm，槽数36，铁芯长度为105mm；二自由度磁悬浮异步电动机转子(18)的参数为：内径38mm，外径97.4mm，槽数32，铁芯长度为105mm；二自由度磁悬浮异步电动机的定子和二自由度磁悬浮异步电动机转子(18)的气隙为0.3mm。