Halbach阵列磁悬浮轴承与转子支撑系统

摘要

本发明公开了一种Halbach阵列磁悬浮轴承与转子支撑系统，由一组双Halbach阵列永久磁钢构成的吸力型轴向磁悬浮轴承提供立式转子系统的轴向支撑，同时与另外二组双Halbach阵列永久磁钢构成的斥力型径向轴承共同构成转子的径向支撑。二个径向轴承产生的轴向斥力利用其安装位置的初始偏移，构成二个与重力方向相反的向上浮力，与轴向永磁轴承的浮力组合可以稳定的维持转子的轴向浮起。本发明避免了电磁悬浮、超导磁悬浮转子在工作转速下出现紧急故障状态时必须使用着陆辅助机械轴承的问题，在降低转子轴承磨耗、提高运行安全性能方面提供了新的技术支持。本发明对转子系统尤其是储能飞轮的应用具有创新意义。

主权项

一种Halbach阵列磁悬浮轴承与转子支撑系统，包括飞轮轴（1），在飞轮轴（1）上安装有盘式储能飞轮（2），在飞轮轴（1）的上下两端分别安装有上部机械轴承（3）和下部机械轴承（4），在上部机械轴承（3）的外围安装有上部阻尼器（5），在下部机械轴承（4）的外围安装有下部阻尼器（6），其特征在于：所述盘式储能飞轮（2）与上部机械轴承（3）之间的飞轮轴（1）上安装有上部径向永磁轴承内环（10），盘式储能飞轮（2）与下部机械轴承（4）之间的飞轮轴（1）上安装有下部径向永磁轴承内环（14），上部径向阻尼器（8）和下部径向阻尼器（9）分别固定于与上部径向永磁轴承内环（10）和下部径向永磁轴承内环（14）相对应的真空容器内壁上，上部径向阻尼器（8）和下部径向阻尼器（9）内侧分别安装有上部径向永磁轴承外环（11）和下部径向永磁轴承外环（15）；盘式储能飞轮（2）与下部径向永磁轴承内环（14）之间的飞轮轴（1）上安装有轴向永磁轴承内环（12），在真空容器内壁上对应轴向永磁轴承内环（12）的位置设置有轴向永磁轴承外环（13）；所述的上部径向永磁轴承内环（10）、上部径向永磁轴承外环（11）、轴向永磁轴承内环（12）、轴向永磁轴承外环（13）、下部径向永磁轴承内环（14）和下部径向永磁轴承外环（15）均是由多个充磁方向不同的环形永磁磁钢构成的Halbach阵列。