CN103595152A - 一种低损耗、高精度的径向电磁悬浮轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低损耗、高精度的径向电磁悬浮轴承，包括转子铁芯、定子铁芯、激磁线圈，转子铁芯与仪表枢轴固定连接在一起，定子铁芯与仪表支架固定连接在一起，转子铁芯位于定子铁芯径向内部，其特征在于：定子铁芯由导磁环及其外周所制的8～20个磁极构成，相邻两个磁极及绕制其上的线圈组成一组工作磁极，磁极为极靴式磁极。本发明结构设计科学合理，其定子铁芯损耗小，生热量小，可靠性高，具有较高尺寸精度及轴承定中精度，满足了仪表枢轴定中及相关领域的需求。

Description

一种低损耗、高精度的径向电磁悬浮轴承
技术领域
本发明属于非接触式径向电磁悬浮轴承，特别是涉及一种仪表枢轴定中用低损耗、高精度、高可靠性的径向电磁悬浮轴承。
背景技术
当前仪表枢轴定中用轴承主要为机械轴承、电悬浮轴承和电磁悬浮轴承。机械轴承为接触式，摩擦较大、精度较低、寿命较短，电悬浮轴承电流较大，损耗较高，生热较多，对仪表产生不利影响。相比之下，电磁悬浮轴承精度较高，损耗较低，得到了广泛的应用。在仪表枢轴定中及相关领域，为了降低电磁悬浮轴承的生热量，目前主要有两种方法，一是选用铁氧体材料作为铁芯进行设计，二是选用硅钢片或者坡莫合金迭压材料作为铁芯进行设计。选用铁氧体材料进行设计较难实现复杂的极靴式铁芯结构，即使实现也会带来可靠性的隐患；选用硅钢片或者坡莫合金迭压材料进行设计，铁芯损耗较大，生热较高的同时还降低了信号灵敏度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种径向电磁悬浮轴承，适用于高精度的枢轴定中及相关领域，具有损耗低、精度高和可靠性较高的优点。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种低损耗、高精度的径向电磁悬浮轴承，包括转子铁芯、定子铁芯、激磁线圈，转子铁芯与仪表枢轴固定连接在一起，定子铁芯与仪表支架固定连接在一起，转子铁芯位于定子铁芯径向内部，其特征在于：定子铁芯由导磁环及其外周所制的8～20个磁极构成，相邻两个磁极及绕制其上的线圈组成一组工作磁极，磁极为极靴式磁极。
而且，所述的磁极之间的槽口宽度为0.5～2.0mm。
而且，所述的定子铁芯的磁极的外表面与转子铁芯的内表面之间形成工作气隙，工作气隙为0.05～0.15mm。
而且，所述的定子磁芯采用厚度小于0.05mm的非晶态软磁合金迭装而成。
而且，所述的转子铁芯采用铁氧体或坡莫合金材料迭装而成。
本发明的优点和积极效果是：
1.本径向电磁悬浮轴承，定子铁芯采用一体式结构，将磁极与导磁环设计为一体，与分体式结构相比，减少了磁极与导磁环的装配环节使得该结构具有更好的磁极分度精度以及更高的可靠性。
2.本径向电磁悬浮轴承，其定子铁芯选用非晶态软磁合金，具有较低的铁芯损耗，仅为同等硅钢定子铁芯的1/5～1/3；该合金采用超急冷凝固技术制备，电阻率较大，为硅钢等晶态合金的（5～10）倍，且其带材厚度小较薄（一般薄于50微米），并具有较好的尺寸一致性，而工程用的硅钢带材厚度一般都厚于100微米，这使得非晶合金带材迭制的定子铁芯具有更小的涡流损耗，相应的也具有了更小的生热量。
3.本径向电磁悬浮轴承，定子铁芯采用先迭装、后成型的实现方法，迭装环节利用工装保证迭片部件两个端面的平行度，成型环节采用高精度的线切割设备并辅以严密的工艺措施来保证磁极的分度精度及整个磁芯的尺寸精度，而普通的铁芯结构实现通常是先冲片成型后迭装的方法，无法达到较高的精度要求。
4.本发明结构设计科学合理，其定子铁芯损耗小，生热量小，可靠性高，具有较高尺寸精度及轴承定中精度，满足了仪表枢轴定中及相关领域的需求。
附图说明
图1为本发明的结构剖面图；
图2为本发明的定子铁芯的结构图。
附图标记说明：
1-定子铁芯、2-转子铁芯、3-激磁线圈、4-导磁环、5-磁极、6-极靴。
具体实施方式
下面结合附图、通过具体实施例对本发明作进一步详述。以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种低损耗、高精度的径向电磁悬浮轴承，包括转子铁芯2、定子铁芯1、激磁线圈3，转子铁芯与仪表枢轴固定连接在一起，定子铁芯与仪表支架固定连接在一起，转子铁芯位于定子铁芯径向内部。
本径向电磁悬浮轴承创新之处在于：定子铁芯由导磁环4及其外周所制的8～20个磁极5构成，本实施例中为八个磁极。相邻两个磁极及绕制其上的线圈组成一组工作磁极，磁极为极靴式磁极，磁极外周均制有极靴6。磁极之间的槽口D2宽度为0.5～2.0mm。定子铁芯的磁极的外表面与转子铁芯的内表面之间形成工作气隙，工作气隙D1为0.05～0.15mm。定子磁芯采用高磁导率、高饱和磁密、高电阻率、迭片厚度小于0.05mm的非晶态软磁合金迭装而成，并采用先迭装、后成型的实现方法。转子铁芯采用高导磁率的、便于加工的材料铁氧体或坡莫合金材料迭装而成。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (5)

1.一种低损耗、高精度的径向电磁悬浮轴承，包括转子铁芯、定子铁芯、激磁线圈，转子铁芯与仪表枢轴固定连接在一起，定子铁芯与仪表支架固定连接在一起，转子铁芯位于定子铁芯径向内部，其特征在于：定子铁芯由导磁环及其外周所制的8～20个磁极构成，相邻两个磁极及绕制其上的线圈组成一组工作磁极，磁极为极靴式磁极。
2.根据权利要求1所述的低损耗、高精度的径向电磁悬浮轴承，其特征在于：所述的磁极之间的槽口宽度为0.5～2.0mm。
3.根据权利要求1所述的低损耗、高精度的径向电磁悬浮轴承，其特征在于：所述的定子铁芯的磁极的外表面与转子铁芯的内表面之间形成工作气隙，工作气隙为0.05～0.15mm。
4.根据权利要求1所述的低损耗、高精度的径向电磁悬浮轴承，其特征在于：所述的定子磁芯采用厚度为0.04～0.05mm的非晶态软磁合金迭装而成。
5.根据权利要求1所述的低损耗、高精度的径向电磁悬浮轴承，其特征在于：所述的转子铁芯采用铁氧体或坡莫合金材料迭装而成。
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