一種磁力軸承及其控制方式的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種磁力軸承及其控制方式，它是由內(nèi)外兩個(gè)環(huán)形電磁鐵通過(guò)徑向氣隙構(gòu)成的雙初級(jí)定、轉(zhuǎn)子徑向吸引力軸向磁懸浮軸承；所述定、轉(zhuǎn)子部的環(huán)形電磁鐵均帶有電磁線(xiàn)圈；其中一個(gè)環(huán)形電磁鐵上的線(xiàn)圈電流通過(guò)滑動(dòng)觸點(diǎn)接通；屬于高效率磁力軸承，可以廣泛地應(yīng)用于各種磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)或在徑軸向磁懸浮軸承當(dāng)中作為磁力單元參與組合使用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種磁力軸承及其控制方式
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001 ] 本發(fā)明涉及磁力軸承，尤其是涉及一種由雙初級(jí)電磁鐵構(gòu)成的高精度磁力軸承，包括軸向吸引力徑向磁懸浮軸承和徑向吸引力軸向磁懸浮軸承以及雙初級(jí)電磁相斥型徑軸向磁力軸承。
【背景技術(shù)】:
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的磁力軸承，尤其是主動(dòng)型磁懸浮軸承的電磁能未能得到全部有效利用，導(dǎo)致主動(dòng)型磁懸浮軸承的體積龐大和回旋精度差、負(fù)載低等等，嚴(yán)重地降低了現(xiàn)有主動(dòng)型磁懸浮軸承的實(shí)用性。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明就是要提供一種回旋精度好和功率密度高的實(shí)用性高效率磁力軸承，以下是技術(shù)方案:
[0004]1、一種磁力軸承，由軸承定子部環(huán)形電磁鐵和軸承轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵通過(guò)軸向工作氣隙相對(duì)而成；所述定、轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵上的線(xiàn)圈均設(shè)置于由軟磁材料制作并具有軸向開(kāi)口的環(huán)形凹槽當(dāng)中；所述定、轉(zhuǎn)子部上位于軸向口環(huán)形凹槽兩側(cè)的軸向鐵心磁極面相等以及與軸向工作氣隙對(duì)側(cè)環(huán)形電磁鐵上的軸向口環(huán)形凹槽兩側(cè)的軸向鐵心磁極面保持高度對(duì)稱(chēng)；所述軸向工作氣隙兩側(cè)相互對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電磁鐵線(xiàn)圈構(gòu)成一組并使其通電方向保持一致；所述轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵上的線(xiàn)圈通過(guò)轉(zhuǎn)子部上的軸承內(nèi)圈延長(zhǎng)段或轉(zhuǎn)子軸桿上設(shè)置的集電環(huán)裝置為其提供電流通道；所述軸承內(nèi)圈延長(zhǎng)段是指:與轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵一體的軸承內(nèi)套在徑向間隔地離開(kāi)軸承定子部環(huán)形電磁鐵的孔壁后，所有超出軸承定子部環(huán)形電磁鐵孔端后的軸向延長(zhǎng)段；上述磁力軸承屬于雙初級(jí)單邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承，是一種實(shí)用型高效率磁力軸承；它可廣泛地應(yīng)用于各種磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)或徑軸向磁懸浮軸承當(dāng)中作為最基本的磁力單元組合使用，通常在工程應(yīng)用當(dāng)中，是將兩個(gè)這樣的高效率磁力軸承對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在電機(jī)兩端的轉(zhuǎn)子軸桿上使用。
[0005]本發(fā)明的雙初級(jí)單邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承，還可以進(jìn)行軸向疊加組合，使其變成由兩個(gè)雙初級(jí)單邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承軸向疊加后的組合體，被稱(chēng)為:雙邊型軸向吸引力徑向磁懸浮軸承，具體結(jié)構(gòu)是:將兩個(gè)雙初級(jí)單邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承當(dāng)中的軸承轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵背靠背地復(fù)合成一體，從而構(gòu)成磁力軸承的轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵軸向居中的特征；所述轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵上的軸向鐵心磁極各自通過(guò)軸向工作氣隙與軸承端部方向的定子部環(huán)形電磁鐵上的軸向鐵心磁極相互對(duì)正；所述轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵的線(xiàn)圈通過(guò)轉(zhuǎn)子部上的軸承內(nèi)圈延長(zhǎng)段或轉(zhuǎn)子軸桿上設(shè)置的集電環(huán)裝置為其提供電流通道；所述轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵兩個(gè)端部方向上的定子部環(huán)形電磁鐵通過(guò)軸承外圈或在中間部位上帶有環(huán)形凸起部的軸承外圈連接成一體并使軸承外圈與轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵的外側(cè)圓周面之間保留氣隙或電機(jī)安裝空間；所述雙邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承，既可以獨(dú)立使用，也可以在各種磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)當(dāng)中作為最基本的磁力單元參與組合應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明的雙邊型軸向吸引力徑向磁懸浮軸承，還可以這樣構(gòu)成，S卩:將兩個(gè)雙初級(jí)單邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承當(dāng)中的軸承定子部環(huán)形電磁鐵背靠背地復(fù)合成一體，從而構(gòu)成磁力軸承的定子部雙面電磁鐵軸向居中的特征；所述定子部雙面電磁鐵上的軸向鐵心磁極各自通過(guò)軸向工作氣隙與軸承端部方向的轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵上的軸向鐵心磁極相互對(duì)正；所述轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵上的線(xiàn)圈通過(guò)軸承內(nèi)圈上的軸向延長(zhǎng)段或轉(zhuǎn)子軸桿上設(shè)置的集電環(huán)裝置為其提供電流通道；所述定子部雙面電磁鐵兩個(gè)端部方向的轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵通過(guò)軸承內(nèi)圈組成剛體連接并使軸承內(nèi)圈的外側(cè)與轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵的內(nèi)壁之間留有氣隙或電機(jī)安裝空間；上述雙邊型軸向吸引力徑向磁懸浮軸承，它既可以獨(dú)立使用，也可以在各種磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)當(dāng)中作為最基本的磁力單元參與組合應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明雙邊型軸向吸引力徑向磁懸浮軸承當(dāng)中，位于氣隙兩側(cè)形成軸向吸引力的兩組電磁鐵之間電氣控制除了單獨(dú)控制的方式之外，采用的是采用差動(dòng)控制方式，即:將直流電加在一個(gè)電位器輸入端的可滑動(dòng)觸點(diǎn)上，并通過(guò)可滑動(dòng)觸點(diǎn)的位移變化，使電位器兩個(gè)輸出端分別連接著的兩組電磁鐵之間的電流大小呈現(xiàn)差動(dòng)現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在:當(dāng)其中一組電磁鐵當(dāng)中的電流被加大時(shí)，另一組電磁鐵的電流在在做同步的縮?。辉摬顒?dòng)控制方式主要用來(lái)消除垂直型磁懸浮轉(zhuǎn)子部的重力危害。
[0008]2、一種磁力軸承，它是由內(nèi)外兩個(gè)環(huán)形電磁鐵通過(guò)徑向氣隙構(gòu)成的雙初級(jí)定、轉(zhuǎn)子徑向吸引力軸向磁懸浮軸承；所述雙初級(jí)定、轉(zhuǎn)子徑向吸引力軸向磁懸浮軸承是指:在定、轉(zhuǎn)子環(huán)形電磁上均帶有電磁線(xiàn)圈；所述電磁線(xiàn)圈均設(shè)置在由軟磁材料制作并具有徑向開(kāi)口的環(huán)形凹槽當(dāng)中；位于環(huán)形凹槽上下側(cè)的徑向磁極面相同并各自通過(guò)定、轉(zhuǎn)子環(huán)形電磁之間的徑向氣隙形成高度的對(duì)稱(chēng)關(guān)系，并使定、轉(zhuǎn)子環(huán)形電磁鐵所對(duì)應(yīng)的電磁線(xiàn)圈之間保持著通電方向一致性；所述轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵上的電磁線(xiàn)圈通過(guò)轉(zhuǎn)子部軸承內(nèi)圈延長(zhǎng)段或轉(zhuǎn)子軸桿上設(shè)置的集電裝置為其提供電流通道；上述磁力軸承屬于雙初級(jí)徑向吸引力軸向磁懸浮軸承，是一種實(shí)用型高效率磁力軸承；可以廣泛地應(yīng)用于各種磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)或徑軸向磁懸浮軸承當(dāng)中作為磁力單元參與組合使用。
[0009]3、一種磁力軸承，它是將通電極性一致的兩個(gè)線(xiàn)圈分別設(shè)置在軸承內(nèi)圈外壁或轉(zhuǎn)子軸桿所構(gòu)成在中間位置上帶有徑向口環(huán)形凹槽的內(nèi)圈電磁組件并通過(guò)線(xiàn)圈外側(cè)和線(xiàn)圈指向內(nèi)部的一端所構(gòu)成的徑軸向工作氣隙與固定在軸承外圈或磁力軸承應(yīng)用裝置筒形內(nèi)壁上的一個(gè)在內(nèi)側(cè)部中間部位上帶有環(huán)形突起部的環(huán)形線(xiàn)圈所構(gòu)成的外圈電磁組件所組成；所述環(huán)形線(xiàn)圈上的環(huán)形突起部與內(nèi)圈電磁組件上的徑向口環(huán)形凹槽形成有間隙的徑軸向交叉結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)圈電磁組件上的兩個(gè)線(xiàn)圈通過(guò)設(shè)置在內(nèi)圈組件端部的軸向延伸段或轉(zhuǎn)子軸桿上的集電環(huán)裝置提供電流通道；所述外圈電磁組件上的線(xiàn)圈通電極性與內(nèi)圈電磁組件的線(xiàn)圈相反；所述各線(xiàn)圈的徑軸向工作氣隙側(cè)無(wú)強(qiáng)磁屏障。
[0010]在本發(fā)明的述磁力軸承當(dāng)中,軸承內(nèi)圈的一個(gè)端部與內(nèi)圈電磁組件當(dāng)中的一個(gè)固定線(xiàn)圈的端蓋可以構(gòu)成一體制造；軸承外圈的一個(gè)端部與外圈電磁組件當(dāng)中的一個(gè)固定線(xiàn)圈的端蓋可以構(gòu)成一體制造。
[0011]4、按照權(quán)利要求6所述磁力軸承，還在于:所述內(nèi)圈電磁組件上的線(xiàn)圈與外圈電磁組件上的線(xiàn)圈相互易位，并使在易位前在內(nèi)側(cè)中間部位上帶有環(huán)形突起部的環(huán)形線(xiàn)圈易位后變?yōu)橛蓛?nèi)徑相同外徑不同的三個(gè)線(xiàn)圈軸向疊加所構(gòu)成在外側(cè)中間部位上帶有環(huán)形突起部的環(huán)形線(xiàn)圈的內(nèi)圈電磁組件以及使易位后所形成外圈電磁組件當(dāng)中的上下兩個(gè)線(xiàn)圈之間設(shè)有軸向支撐檔環(huán)或?qū)⑤S向支撐檔環(huán)與軸承外圈一體制造；所述內(nèi)徑相同外徑不同的三個(gè)線(xiàn)圈的骨架也可以復(fù)合為一體或與軸承內(nèi)圈一體制造。
[0012]5、一種磁力軸承，它是將兩個(gè)剖示面顯示為“L”且通電極性一致的環(huán)形線(xiàn)圈軸向相對(duì)地就位固定在軸承外圈的內(nèi)壁與軸承端蓋之間，使他們構(gòu)成在中間部位上帶有徑向口環(huán)形凹槽的軸承外圈電磁組件；所述外圈電磁組件通過(guò)中間部位上的環(huán)形凹槽與設(shè)置在軸承內(nèi)圈上的一個(gè)導(dǎo)線(xiàn)剖解面顯示為方形的環(huán)形線(xiàn)圈通過(guò)徑軸向氣隙構(gòu)成包含型徑向交叉；所述軸承內(nèi)圈至少有一端具有超出軸承端蓋的延長(zhǎng)段并在延伸段上設(shè)置集電環(huán)為軸承內(nèi)圈上的線(xiàn)圈提供電流通道并使軸承內(nèi)圈上的線(xiàn)圈的通電極性與軸承外圈上的線(xiàn)圈相反；所述軸承內(nèi)圈上的線(xiàn)圈骨架也可以與低導(dǎo)磁或非導(dǎo)磁的內(nèi)圈一體造。所述軸承外圈上的線(xiàn)圈骨架也可以設(shè)置成兩個(gè)徑向口凹槽的獨(dú)立的繞線(xiàn)空間且保持兩線(xiàn)圈的通電極性不變，對(duì)于軸承內(nèi)圈上的線(xiàn)圈及其骨架亦否如此。
[0013]6、一種磁力軸承，有外圈組件和內(nèi)圈組件所構(gòu)成，所述內(nèi)、外圈組件各自由至少由三個(gè)軸向厚度不同環(huán)形線(xiàn)圈軸向緊密地疊加而成，所述內(nèi)、外圈組件上的環(huán)形線(xiàn)圈各自分為兩種不用內(nèi)徑和軸向厚度的規(guī)格，所述外圈組件上內(nèi)徑較小的環(huán)形線(xiàn)圈的軸向厚度小于內(nèi)圈組件上外徑較小的環(huán)形線(xiàn)圈的軸向厚度，所述內(nèi)圈組件上外徑較大的環(huán)形線(xiàn)圈的軸向厚度小于外圈組件上內(nèi)徑較大的環(huán)形線(xiàn)圈的軸向厚度；所述內(nèi)、外圈組件當(dāng)中，同一規(guī)格的環(huán)形線(xiàn)圈軸向并列時(shí)，總是被另一規(guī)格的環(huán)形線(xiàn)圈所隔離；所述內(nèi)、外圈組件當(dāng)中的各環(huán)形線(xiàn)圈各自通過(guò)徑軸向工作氣隙與氣隙對(duì)側(cè)的環(huán)形線(xiàn)圈形成徑向交叉配合并氣隙兩側(cè)環(huán)形線(xiàn)圈的通電極性互為相反；所述外圈組件當(dāng)中的外圈也可以被磁力軸承應(yīng)用裝置的筒形內(nèi)壁所替代，所述內(nèi)圈組件圈也可以是把環(huán)形線(xiàn)圈同軸疊加于轉(zhuǎn)子軸桿而成；所述磁力軸的端蓋及內(nèi)、外圈套體均可采用導(dǎo)磁材料制作；所述環(huán)形線(xiàn)圈的骨架均采用非導(dǎo)磁材料；所述端蓋對(duì)環(huán)形線(xiàn)圈起到堅(jiān)固的軸向約束力。所述內(nèi)圈套體至少有一端延伸出磁力軸承的端蓋，并在延伸段上設(shè)置集電環(huán)裝置為內(nèi)圈組件上的環(huán)形線(xiàn)圈提供電流通道；所述內(nèi)圈套體上還可以設(shè)有安置環(huán)形線(xiàn)圈引線(xiàn)的槽孔。
[0014]綜上所述，本發(fā)明的磁力軸承，既可以采用常導(dǎo)線(xiàn)圈，也可以使用超導(dǎo)線(xiàn)圈更進(jìn)一步地提高使主動(dòng)磁懸浮軸承的功率密度，使主動(dòng)磁懸浮軸承體積變得更小。
【具體實(shí)施方式】:
[0015]下面采用幾個(gè)代表性實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的磁力軸承進(jìn)一步的描述:
[0016]1、一種磁力軸承，由軸承定子部環(huán)形電磁鐵和軸承轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵通過(guò)軸向工作氣隙相對(duì)而成；所述定、轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵上的線(xiàn)圈均設(shè)置于由軟磁材料制作并具有軸向開(kāi)口的環(huán)形凹槽當(dāng)中；所述定、轉(zhuǎn)子部上位于軸向口環(huán)形凹槽兩側(cè)的軸向鐵心磁極面相等以及與軸向工作氣隙對(duì)側(cè)環(huán)形電磁鐵上的軸向口環(huán)形凹槽兩側(cè)的軸向鐵心磁極面保持高度對(duì)稱(chēng)；所述軸向工作氣隙兩側(cè)相互對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電磁鐵線(xiàn)圈構(gòu)成一組并使其通電方向保持一致；所述轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵上的線(xiàn)圈通過(guò)轉(zhuǎn)子部上的軸承內(nèi)圈延長(zhǎng)段或轉(zhuǎn)子軸桿上設(shè)置的集電環(huán)裝置為其提供電流通道；所述軸承內(nèi)圈延長(zhǎng)段是指:與轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵一體的軸承內(nèi)套在徑向間隔地離開(kāi)軸承定子部環(huán)形電磁鐵的孔壁后，所有超出軸承定子部環(huán)形電磁鐵孔端后的軸向延長(zhǎng)段。[0017]2、一種磁力軸承，它是一個(gè)由兩個(gè)雙初級(jí)單邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承軸向疊加后的組合體；具體結(jié)構(gòu)是:將兩個(gè)雙初級(jí)單邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承當(dāng)中的軸承轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵背靠背地復(fù)合成一體，從而構(gòu)成磁力軸承的轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵居中的特征；所述轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵上的軸向鐵心磁極各自通過(guò)軸向工作氣隙與軸承端部方向的定子部環(huán)形電磁鐵上的軸向鐵心磁極相互對(duì)正；所述轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵的線(xiàn)圈通過(guò)轉(zhuǎn)子部上的軸承內(nèi)圈延長(zhǎng)段或轉(zhuǎn)子軸桿上設(shè)置的集電環(huán)裝置為其提供電流通道；所述轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵(7)兩個(gè)端部方向上的定子部環(huán)形電磁鐵通過(guò)軸承外圈或在中間部位上帶有環(huán)形凸起部的軸承外圈連接成一體并使軸承外圈與轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵的外側(cè)圓周面之間保留氣隙或電機(jī)安裝空間；上述磁力軸承屬于雙邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承，它既可以獨(dú)立使用，也可以在各種磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)當(dāng)中作為最基本的磁力單元參與組合應(yīng)用。
[0018]3、一種磁力軸承，它是一個(gè)由兩個(gè)雙初級(jí)單邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承軸向疊加后的組合體；具體結(jié)構(gòu)是:將兩個(gè)雙初級(jí)單邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承當(dāng)中的軸承定子部環(huán)形電磁鐵背靠背地復(fù)合成一體，從而構(gòu)成磁力軸承的定子部雙面電磁鐵居中的特征；所述定子部雙面電磁鐵上的軸向鐵心磁極各自通過(guò)軸向工作氣隙與軸承端部方向的轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵上的軸向鐵心磁極相互對(duì)正；所述轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵上的線(xiàn)圈通過(guò)軸承內(nèi)圈上的軸向延長(zhǎng)段或轉(zhuǎn)子軸桿上設(shè)置的集電環(huán)裝置為其提供電流通道；所述定子部雙面電磁鐵兩個(gè)端部方向的轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵通過(guò)軸承內(nèi)圈組成剛體連接并使軸承內(nèi)圈的外側(cè)與轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵的內(nèi)壁之間留有氣隙或電機(jī)安裝空間；上述磁力軸承既可以單獨(dú)使用，也可以在各種磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)當(dāng)中作為最基本的磁力單元參與組合應(yīng)用。
[0019]4、本發(fā)明雙邊型軸向吸引力徑向磁懸浮軸承的電氣控制除了單獨(dú)控制之外，還可以在兩組電磁鐵之間采用差動(dòng)控制的方式，即:將直流電加在一個(gè)電位器輸入端的可滑動(dòng)觸點(diǎn)上，并通過(guò)可滑動(dòng)觸點(diǎn)的位移變化，使電位器兩個(gè)輸出端分別連接著的兩組電磁鐵之間的電流大小呈現(xiàn)差動(dòng)現(xiàn)象，也即:當(dāng)其中一組電磁鐵的電流被加大時(shí)，另一組電磁鐵的電流在進(jìn)行同步縮??；每組電磁鐵當(dāng)中的兩個(gè)線(xiàn)圈之間采用串聯(lián)或并聯(lián)電路均可，該差動(dòng)控制方式大多應(yīng)用于垂直使用的磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)當(dāng)中，以消除轉(zhuǎn)子部的重力危害。
[0020]5、一種磁力軸承，它是由內(nèi)外兩個(gè)環(huán)形電磁鐵通過(guò)徑向氣隙構(gòu)成的雙初級(jí)定、轉(zhuǎn)子徑向吸引力軸向磁懸浮軸承；所述雙初級(jí)定、轉(zhuǎn)子徑向吸引力軸向磁懸浮軸承是指:在定、轉(zhuǎn)子環(huán)形電磁上均帶有電磁線(xiàn)圈；所述電磁線(xiàn)圈均設(shè)置在由軟磁材料制作并具有徑向開(kāi)口的環(huán)形凹槽當(dāng)中；位于環(huán)形凹槽上下側(cè)的徑向磁極面相同并各自通過(guò)定、轉(zhuǎn)子環(huán)形電磁之間的徑向氣隙形成高度的對(duì)稱(chēng)關(guān)系，并使定、轉(zhuǎn)子環(huán)形電磁鐵所對(duì)應(yīng)的電磁線(xiàn)圈之間保持著通電方向一致性；所述轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵上的電磁線(xiàn)圈通過(guò)轉(zhuǎn)子部軸承內(nèi)圈延長(zhǎng)段或轉(zhuǎn)子軸桿上設(shè)置的集電裝置為其提供電流通道；所述磁力軸承屬于雙初級(jí)徑向吸引力軸向磁懸浮軸承，可以廣泛地應(yīng)用于各種磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)或徑軸向磁懸浮軸承當(dāng)中作為磁力單元參與組合使用。
[0021 ] 6、一種磁力軸承，它是將通電極性一致的兩個(gè)線(xiàn)圈分別設(shè)置在軸承內(nèi)圈外壁或轉(zhuǎn)子軸桿所構(gòu)成在中間位置上帶有徑向口環(huán)形凹槽的內(nèi)圈電磁組件并通過(guò)線(xiàn)圈外側(cè)和線(xiàn)圈指向內(nèi)部的一端所構(gòu)成的徑軸向工作氣隙與固定在軸承外圈或磁力軸承應(yīng)用裝置筒形內(nèi)壁上的一個(gè)在內(nèi)側(cè)部中間部位上帶有環(huán)形突起部的環(huán)形線(xiàn)圈所構(gòu)成的外圈電磁組件所組成；所述環(huán)形線(xiàn)圈上的環(huán)形突起部與內(nèi)圈電磁組件上的徑向口環(huán)形凹槽形成有間隙的徑軸向交叉結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)圈電磁組件上的兩個(gè)線(xiàn)圈通過(guò)設(shè)置在內(nèi)圈組件端部的軸向延伸段或轉(zhuǎn)子軸桿上的集電環(huán)裝置提供電流通道；所述外圈電磁組件上的線(xiàn)圈通電極性與內(nèi)圈電磁組件的線(xiàn)圈相反；所述各線(xiàn)圈的徑軸向工作氣隙側(cè)無(wú)強(qiáng)磁屏障。
[0022]7、按照權(quán)利要求6所述磁力軸承，還在于:所述內(nèi)圈電磁組件上的線(xiàn)圈與外圈電磁組件上的線(xiàn)圈相互易位，并使在易位前在內(nèi)側(cè)中間部位上帶有環(huán)形突起部的環(huán)形線(xiàn)圈易位后變?yōu)橛蓛?nèi)徑相同外徑不同的三個(gè)線(xiàn)圈軸向疊加所構(gòu)成在外側(cè)中間部位上帶有環(huán)形突起部的環(huán)形線(xiàn)圈的內(nèi)圈電磁組件以及使易位后所形成外圈電磁組件當(dāng)中的上下兩個(gè)線(xiàn)圈之間設(shè)有軸向支撐檔環(huán)或?qū)⑤S向支撐檔環(huán)與軸承外圈一體制造；所述內(nèi)徑相同外徑不同的三個(gè)線(xiàn)圈的骨架也可以復(fù)合為一體或與軸承內(nèi)圈一體制造。
[0023]8、一種磁力軸承，它是將兩個(gè)剖示面顯示為“L”且通電極性一致的環(huán)形線(xiàn)圈軸向相對(duì)地就位固定在軸承外圈的內(nèi)壁與軸承端蓋之間，使他們構(gòu)成在中間部位上帶有徑向口環(huán)形凹槽的軸承外圈電磁組件；所述外圈電磁組件通過(guò)中間部位上的環(huán)形凹槽與設(shè)置在軸承內(nèi)圈上的一個(gè)導(dǎo)線(xiàn)剖解面顯示為方形的環(huán)形線(xiàn)圈通過(guò)徑軸向氣隙構(gòu)成包含型徑向交叉；所述軸承內(nèi)圈至少有一端具有超出軸承端蓋的延長(zhǎng)段并在延伸段上設(shè)置集電環(huán)為軸承內(nèi)圈上的線(xiàn)圈提供電流通道并使軸承內(nèi)圈上的線(xiàn)圈的通電極性與軸承外圈上的線(xiàn)圈相反；所述軸承內(nèi)圈上的線(xiàn)圈骨架也可以與低導(dǎo)磁或非導(dǎo)磁的內(nèi)圈一體造。所述軸承外圈上的線(xiàn)圈骨架也可以設(shè)置成兩個(gè)徑向口凹槽的獨(dú)立的繞線(xiàn)空間且保持兩線(xiàn)圈的通電極性不變，對(duì)于軸承內(nèi)圈上的線(xiàn)圈及其骨架以否如此。
[0024]9、一種磁力軸承，有外圈組件和內(nèi)圈組件所構(gòu)成，所述內(nèi)、外圈組件各自由至少由三個(gè)軸向厚度不同環(huán)形線(xiàn)圈軸向緊密地疊加而成，所述內(nèi)、外圈組件上的環(huán)形線(xiàn)圈各自分為兩種不用內(nèi)徑和軸向厚度的規(guī)格，所述外圈組件上內(nèi)徑較小的環(huán)形線(xiàn)圈的軸向厚度小于內(nèi)圈組件上外徑較小的環(huán)形線(xiàn)圈的軸向厚度，所述內(nèi)圈組件上外徑較大的環(huán)形線(xiàn)圈的軸向厚度小于外圈組件上內(nèi)徑較大的環(huán)形線(xiàn)圈的軸向厚度；所述內(nèi)、外圈組件當(dāng)中，同一規(guī)格的環(huán)形線(xiàn)圈軸向并列時(shí)，總是被另一規(guī)格的環(huán)形線(xiàn)圈所隔離；所述內(nèi)、外圈組件當(dāng)中的各環(huán)形線(xiàn)圈各自通過(guò)徑軸向工作氣隙與氣隙對(duì)側(cè)的環(huán)形線(xiàn)圈形成徑向交叉配合并使徑向氣隙兩側(cè)環(huán)形線(xiàn)圈的通電極性互為相反；所述外圈組件當(dāng)中的外圈也可以被磁力軸承應(yīng)用裝置的筒形內(nèi)壁所替代，所述內(nèi)圈組件圈也可以是把環(huán)形線(xiàn)圈同軸疊加于轉(zhuǎn)子軸桿而成；所述磁力軸的端蓋及內(nèi)、外圈套體均可采用導(dǎo)磁材料制作；所述環(huán)形線(xiàn)圈的骨架均采用非導(dǎo)磁材料；所述端蓋對(duì)環(huán)形線(xiàn)圈起到堅(jiān)固的軸向約束力。所述內(nèi)圈套體至少有一端延伸出磁力軸承的端蓋，并在延伸段上設(shè)置集電環(huán)裝置為內(nèi)圈組件上的環(huán)形線(xiàn)圈提供電流通道；所述內(nèi)圈套體上還可以設(shè)有安置環(huán)形線(xiàn)圈引線(xiàn)的槽孔。
[0025]本文件所提供的實(shí)施例并不代表本發(fā)明所指引的全部實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)公知常識(shí)和慣用技術(shù)手段等同地代換出更多的實(shí)施例，所以，在本發(fā)明的整體技術(shù)方案當(dāng)中，一些涉及引用現(xiàn)有模式和公知常識(shí)輕易實(shí)現(xiàn)和解決的技術(shù)細(xì)節(jié)多不贅述；任何無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)便可以對(duì)本文所提供實(shí)施例作出的變型實(shí)施或以增加非必要技術(shù)特征為特征的集成實(shí)施方式以及在解決同一技術(shù)問(wèn)題時(shí)，在沒(méi)有減少了本發(fā)明真正意義上的必要技術(shù)特征的前提下所形成的實(shí)施方式，均屬于本發(fā)明已經(jīng)公開(kāi)覆蓋的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種磁力軸承，由軸承定子部環(huán)形電磁鐵和軸承轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵通過(guò)軸向工作氣隙相對(duì)而成；所述定、轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵上的線(xiàn)圈均設(shè)置于由軟磁材料制作并具有軸向開(kāi)口的環(huán)形凹槽當(dāng)中；所述定、轉(zhuǎn)子部上位于軸向口環(huán)形凹槽兩側(cè)的軸向鐵心磁極面相等以及與軸向工作氣隙對(duì)側(cè)環(huán)形電磁鐵上的軸向口環(huán)形凹槽兩側(cè)的軸向鐵心磁極面保持高度對(duì)稱(chēng)；所述軸向工作氣隙兩側(cè)相互對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電磁鐵線(xiàn)圈構(gòu)成一組并使其通電方向保持一致；所述轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵上的線(xiàn)圈通過(guò)轉(zhuǎn)子部上的軸承內(nèi)圈延長(zhǎng)段或轉(zhuǎn)子軸桿上設(shè)置的集電環(huán)裝置為其提供電流通道；所述軸承內(nèi)圈延長(zhǎng)段是指:與轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵一體的軸承內(nèi)套在徑向間隔地離開(kāi)軸承定子部環(huán)形電磁鐵的孔壁后，所有超出軸承定子部環(huán)形電磁鐵孔端后的軸向延長(zhǎng)段；上述磁力軸承屬于雙初級(jí)單邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承，是一種實(shí)用型高效率磁力軸承；它可廣泛地應(yīng)用于各種磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)或徑軸向磁懸浮軸承當(dāng)中作為最基本的磁力單元組合使用，通常在工程應(yīng)用當(dāng)中，是將兩個(gè)這樣的高效率磁力軸承對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在電機(jī)兩端的轉(zhuǎn)子軸桿上使用。
2.按照權(quán)利要求1所述的磁力軸承，其特征是:它是一個(gè)由兩個(gè)雙初級(jí)單邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承軸向疊加后的組合體；具體結(jié)構(gòu)是:將兩個(gè)雙初級(jí)單邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承當(dāng)中的軸承轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵背靠背地復(fù)合成一體，從而構(gòu)成磁力軸承的轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵軸向居中的特征；所述轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵上的軸向鐵心磁極各自通過(guò)軸向工作氣隙與軸承端部方向的定子部環(huán)形電磁鐵上的軸向鐵心磁極相互對(duì)正；所述轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵的線(xiàn)圈通過(guò)轉(zhuǎn)子部上的軸承內(nèi)圈延長(zhǎng)段或轉(zhuǎn)子軸桿上設(shè)置的集電環(huán)裝置為其提供電流通道；所述轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵兩個(gè)端部方向上的定子部環(huán)形電磁鐵，通過(guò)軸承外圈或在中間部位上帶有環(huán)形凸起部的軸承外圈連接成一體并使軸承外圈與轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵的外側(cè)圓周面之間保留氣隙或電機(jī)安裝空間；上述磁力軸承屬于雙邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承，它既可以獨(dú)立使用，也可以在各種磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)當(dāng)中作為最基本的磁力單元參與 組合應(yīng)用。
3.按照權(quán)利要求1所述的磁力軸承，其特征是:它是一個(gè)由兩個(gè)雙初級(jí)單邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承軸向疊加后的組合體；具體結(jié)構(gòu)是:將兩個(gè)雙初級(jí)單邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承當(dāng)中的軸承定子部環(huán)形電磁鐵背靠背地復(fù)合成一體，從而構(gòu)成磁力軸承的定子部雙面電磁鐵軸向居中的特征；所述定子部雙面電磁鐵上的軸向鐵心磁極各自通過(guò)軸向工作氣隙與軸承端部方向的轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵上的軸向鐵心磁極相互對(duì)正；所述轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵上的線(xiàn)圈通過(guò)軸承內(nèi)圈上的軸向延長(zhǎng)段或轉(zhuǎn)子軸桿上設(shè)置的集電環(huán)裝置為其提供電流通道；所述定子部雙面電磁鐵兩個(gè)端部方向的轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵通過(guò)軸承內(nèi)圈組成剛體連接并使軸承內(nèi)圈的外側(cè)與轉(zhuǎn)子部雙面電磁鐵的內(nèi)壁之間留有氣隙或電機(jī)安裝空間；上述磁力軸承屬于雙邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承，它既可以獨(dú)立使用，也可以在各種磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)當(dāng)中作為最基本的磁力單元參與組合應(yīng)用。
4.按照權(quán)利要求2、3、所述的任一磁力軸承，還在于:所述雙邊型軸向吸引力的徑向磁懸浮軸承當(dāng)中軸向吸引的兩組電磁鐵之間電氣控制采用差動(dòng)控制方式，即:將直流電加在一個(gè)電位器輸入端的可滑動(dòng)觸點(diǎn)上，并通過(guò)可滑動(dòng)觸點(diǎn)的位移變化,使電位器兩個(gè)輸出端分別連接著的兩組電磁鐵之間的電流大小呈現(xiàn)差動(dòng)現(xiàn)象，也即:當(dāng)其中一組電磁鐵的電流被加大時(shí)，另一組電磁鐵的電流在進(jìn)行同步縮??；該差動(dòng)控制方式大多應(yīng)用于垂直使用的磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)當(dāng)中，以消除轉(zhuǎn)子部的重力危害。
5.一種磁力軸承，它是由內(nèi)外兩個(gè)環(huán)形電磁鐵通過(guò)徑向氣隙構(gòu)成的雙初級(jí)定、轉(zhuǎn)子徑向吸引力軸向磁懸浮軸承；所述雙初級(jí)定、轉(zhuǎn)子徑向吸引力軸向磁懸浮軸承是指:在定、轉(zhuǎn)子環(huán)形電磁上均帶有電磁線(xiàn)圈；所述電磁線(xiàn)圈均設(shè)置在由軟磁材料制作并具有徑向開(kāi)口的環(huán)形凹槽當(dāng)中；位于環(huán)形凹槽上下側(cè)的徑向磁極面相同并各自通過(guò)定、轉(zhuǎn)子環(huán)形電磁之間的徑向氣隙形成高度的對(duì)稱(chēng)關(guān)系，并使定、轉(zhuǎn)子環(huán)形電磁鐵所對(duì)應(yīng)的電磁線(xiàn)圈之間保持著通電方向一致性；所述轉(zhuǎn)子部環(huán)形電磁鐵上的電磁線(xiàn)圈通過(guò)轉(zhuǎn)子部軸承內(nèi)圈延長(zhǎng)段或轉(zhuǎn)子軸桿上設(shè)置的集電裝置為其提供電流通道；上述磁力軸承屬于雙初級(jí)徑向吸引力軸向磁懸浮軸承，是一種實(shí)用型高效率磁力軸承；可以廣泛地應(yīng)用于各種磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)或徑軸向磁懸浮軸承當(dāng)中作為磁力單元參與組合使用。
6.一種磁力軸承，它是將通電極性一致的兩個(gè)線(xiàn)圈分別設(shè)置在軸承內(nèi)圈外壁或轉(zhuǎn)子軸桿上所構(gòu)成在中間位置上帶有徑向口環(huán)形凹槽的內(nèi)圈電磁組件并通過(guò)線(xiàn)圈外側(cè)和線(xiàn)圈指向內(nèi)部的一端所構(gòu)成的徑軸向工作氣隙與固定在軸承外圈或磁力軸承應(yīng)用裝置筒形內(nèi)壁上的一個(gè)在內(nèi)側(cè)部中間部位上帶有環(huán)形突起部的環(huán)形線(xiàn)圈所構(gòu)成的外圈電磁組件所組成；所述環(huán)形線(xiàn)圈上的環(huán)形突起部與內(nèi)圈電磁組件上的徑向口環(huán)形凹槽形成有間隙的徑軸向交叉結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)圈電磁組件上的兩個(gè)線(xiàn)圈通過(guò)設(shè)置在內(nèi)圈組件端部的軸向延伸段或轉(zhuǎn)子軸桿上的集電環(huán)裝置提供電流通道；所述外圈電磁組件上的線(xiàn)圈通電極性與內(nèi)圈電磁組件的線(xiàn)圈相反；所述各線(xiàn)圈的徑軸向工作氣隙側(cè)無(wú)強(qiáng)磁屏障。所述在內(nèi)側(cè)中間部位上帶有環(huán)形突起部的環(huán)形線(xiàn)圈也可以由外徑相同而外徑不同的三個(gè)線(xiàn)圈軸向疊加而成，并使他們的骨架復(fù)合成一體。
7.按照權(quán)利要求6所述磁力軸承，還在于:軸承內(nèi)圈的一個(gè)端部與內(nèi)圈電磁組件當(dāng)中的一個(gè)固定線(xiàn)圈的端蓋構(gòu)成一體制造；軸承外圈的一個(gè)端部與外圈電磁組件當(dāng)中的一個(gè)固定線(xiàn)圈的端蓋構(gòu)成一體制造。
8.按照權(quán)利要求6所述磁力軸承，還在于:所述內(nèi)圈電磁組件上的線(xiàn)圈與外圈電磁組件上的線(xiàn)圈相互易位，并使在易位前在內(nèi)側(cè)中間部位上帶有環(huán)形突起部的環(huán)形線(xiàn)圈易位后變?yōu)橛蓛?nèi)徑相同外徑不同的三個(gè)線(xiàn)圈軸向疊加所構(gòu)成在外側(cè)中間部位上帶有環(huán)形突起部的環(huán)形線(xiàn)圈的內(nèi)圈電磁組件以及使易位后所形成外圈電磁組件當(dāng)中的上下兩個(gè)線(xiàn)圈之間設(shè)有軸向支撐檔環(huán)或?qū)⑤S向支撐檔環(huán)與軸承外圈一體制造；所述內(nèi)徑相同外徑不同的三個(gè)線(xiàn)圈的骨架也可以復(fù)合為一體或與軸承內(nèi)圈一體制造。
9.一種磁力軸承，它是將兩個(gè)剖示面顯示為“L”且通電極性一致的環(huán)形線(xiàn)圈軸向相對(duì)地就位固定在軸承外圈的內(nèi)壁與軸承端蓋之間，使他們構(gòu)成在中間部位上帶有徑向口環(huán)形凹槽的軸承外圈電磁組件；所述外圈電磁組件通過(guò)中間部位上的環(huán)形凹槽與設(shè)置在軸承內(nèi)圈上的一個(gè)導(dǎo)線(xiàn)剖解面顯示為方形的環(huán)形線(xiàn)圈通過(guò)徑軸向氣隙構(gòu)成包含型徑向交叉；所述軸承內(nèi)圈至少有一端具有超出軸承端蓋的延長(zhǎng)段并在延伸段上設(shè)置集電環(huán)為軸承內(nèi)圈上的線(xiàn)圈提供電流通道并使軸承內(nèi)圈上的線(xiàn)圈的通電極性與軸承外圈上的線(xiàn)圈相反；所述軸承內(nèi)圈上的線(xiàn)圈骨架也可以與低導(dǎo)磁或非導(dǎo)磁的內(nèi)圈一體造。所述軸承外圈上的線(xiàn)圈骨架也可以設(shè)置成兩個(gè)徑向口凹槽的獨(dú)立的繞線(xiàn)空間且保持兩線(xiàn)圈的通電極性不變，對(duì)于軸承內(nèi)圈上的線(xiàn)圈及其骨架亦否如此。
10.一種磁力軸承,有外圈組件和內(nèi)圈組件所構(gòu)成,所述內(nèi)、外圈組件各自由至少由三個(gè)軸向厚度不同環(huán)形線(xiàn)圈軸向緊密地疊加而成，所述內(nèi)、外圈組件上的環(huán)形線(xiàn)圈各自分為兩種不用內(nèi)徑和軸向厚度的規(guī)格，所述外圈組件上內(nèi)徑較小的環(huán)形線(xiàn)圈的軸向厚度小于內(nèi)圈組件上外徑較小的環(huán)形線(xiàn)圈的軸向厚度，所述內(nèi)圈組件上外徑較大的環(huán)形線(xiàn)圈的軸向厚度小于外圈組件上內(nèi)徑較大的環(huán)形線(xiàn)圈的軸向厚度；所述內(nèi)、外圈組件當(dāng)中，同一規(guī)格的環(huán)形線(xiàn)圈軸向并列時(shí)，總是被另一規(guī)格的環(huán)形線(xiàn)圈所隔離；所述內(nèi)、外圈組件當(dāng)中的各環(huán)形線(xiàn)圈各自通過(guò)徑軸向工作氣隙與氣隙對(duì)側(cè)的環(huán)形線(xiàn)圈形成徑向交叉配合并使徑向氣隙兩側(cè)環(huán)形線(xiàn)圈的通電極性互為相反；所述外圈組件當(dāng)中的外圈也可以被磁力軸承應(yīng)用裝置的筒形內(nèi)壁所替代，所述內(nèi)圈組件圈也可以是把環(huán)形線(xiàn)圈同軸疊加于轉(zhuǎn)子軸桿而成；所述磁力軸的端蓋及內(nèi)、外圈套體均可采用導(dǎo)磁材料制作；所述環(huán)形線(xiàn)圈的骨架均采用非導(dǎo)磁材料；所述端蓋對(duì)環(huán)形線(xiàn)圈起到堅(jiān)固的軸向約束力。所述內(nèi)圈套體至少有一端延伸出磁力軸承的端蓋，并在延伸 段上設(shè)置集電環(huán)裝置為內(nèi)圈組件上的環(huán)形線(xiàn)圈提供電流通道。
【文檔編號(hào)】F16C32/04GK103836069SQ201210520053
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月26日
【發(fā)明者】張玉寶 申請(qǐng)人:張玉寶