低功耗五自由度永磁偏置磁悬浮轴承系统

摘要

一种低功耗五自由度永磁偏置磁悬浮轴承系统，属磁悬浮轴承。该磁悬浮轴承包括一台高速电机、一个低功耗永磁偏置轴向径向磁轴承和一个低功耗永磁偏置径向磁轴承。五自由度悬浮是利用两个径向充磁的环形永磁体来建立静态偏置磁场，依次经过三自由度磁轴承径向磁极、径向气隙、转子铁心、转子和两自由度永磁偏置磁轴承径向定子构成闭合磁路，轴向绕组产生控制磁通与偏置磁通叠加控制轴向悬浮，左右两端三磁极的径向控制绕组产生控制磁通与偏置磁通叠加，利用交流电机的三/二变换原理实现径向四自由度悬浮，该系统结构简单，临界转速高，功耗低，在航空航天、汽车摩托车、模具加工、纺织和化工机械等领域具有广阔的应用前景。

主权项

1、一种低功耗五自由度永磁偏置磁悬浮轴承系统，其特征在于，包括一台高速电机、一个低功耗永磁偏置轴向径向磁轴承和一个低功耗永磁偏置径向磁轴承，所述低功耗永磁偏置轴向径向磁轴承是三自由度永磁偏置磁悬浮轴承，包括三自由度径向定子(1)、三自由度径向控制绕组(2)、轴向控制绕组(3)、三自由度转子铁心(4)、转子(5)、三自由度环形永磁体(8)，其中三自由度径向控制绕组(2)套装在三自由度径向定子(1)的径向外表面上，轴向控制绕组(3)为单绕组贴装在三自由度径向定子(1)的轴向内表面上，三自由度转子铁心(4)置于三自由度径向定子(1)的内侧圆内，三自由度转子铁心(4)相对应地安装在转子(5)左端，三自由度环形永磁体(8)贴装在三自由度径向定子(1)的外侧圆周表面上；所述低功耗永磁偏置径向磁轴承是两自由度永磁偏置磁悬浮轴承，与所述的三自由度永磁偏置磁悬浮轴承共用一个转子(5)，其它还包括两自由度径向定子(10)，两自由度径向控制绕组(11)、两自由度转子铁心(4′)，两自由度环形永磁体(12)，其中两自由度径向控制绕组(11)套装在两自由度径向定子(10)的径向外表面上，两自由度转子铁心(4′)置于两自由度径向定子(10)的内侧圆内，两自由度转子铁心(4′)相对应地安装在转子(5)右端，两自由度环形永磁体(12)贴装在两自由度径向定子(10)的外侧圆周表面上；所述的高速电机置于三自由度永磁偏置磁悬浮轴承与两自由度永磁偏置磁悬浮轴承之间，其中高速电机转子铁心(6)套装在转子(5)的中间位置，所述的外部铁心(9)置于高速电机定子(7)的外侧周围表面，并同时贴装在三自由度环形永磁体(8)的外表面和两自由度环形永磁体(12)的外表面上。