新结构磁悬浮轴承及控制系统

成果编号：28869

价格：面议

完成单位：淮阴工学院

单位类别：其他高校

完成时间：2020年

成熟程度：研制阶段

服务产业领域：电子信息、装备制造

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发布人：张涛hyit 离线

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磁轴承是利用定子和转子之间的电磁力将转子悬浮于空间，使定、转子之间无机械接触的一种新型高性能轴承。由于定、转子之间不存在机械接触，所以磁悬浮轴承支撑的悬浮转子可达到很高的运转转速，并且具有无机械磨损、能耗低、寿命长、无需润滑、无污染等优点，特别适合应用于高速或超高速直接驱动领域。目前，磁轴承按照磁力提供的方式分为以下三种：主动磁轴承，由偏置电流产生偏置磁场，由控制电流产生的控制磁通与偏置磁通相互叠加，从而产生可控的悬浮力；被动磁轴承，悬浮力完全由永磁体提供，所需的控制器简单，悬浮功耗小；混合磁轴承，是采用永磁材料替代主动磁轴承中的电磁铁来产生偏置磁场，控制电流仅提供平衡负载或干扰的控制磁通，大大降低了磁轴承的功率损耗，缩小了磁轴承的体积，减轻了其重量，并提高了承载能力。该项目已经获得中国国家发明专利。发明专利名称为：一种永磁偏置单自由度轴向磁轴承、一种永磁偏置三自由度磁轴承、一种低功耗永磁偏置五自由度集成化磁轴承。该项目涉及轴承制造技术领域，特别是一种控制、制造与装配简单、控制磁通不经过永磁体与转子轴向铁芯，可产生更大轴向悬浮力的低功耗永磁偏置单自由度轴向磁轴承。

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成果介绍

科技计划：省部级：地市级：

成果形式：新技术、新产品、新装备

合作方式：技术转让、技术开发、技术服务、技术入股

参与活动： 2021年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动首届江苏产学研合作对接大会

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 8 项
已授权专利,其中:发明专利 20 项
专利号:
ZL201610399385.2
ZL201610399380.X
ZL201610399416.4

成果简介

成果概况

创新要点

1、本发明永磁偏置单自由度轴向磁轴承，是由两个轴向磁化的环形永磁体分别提供左侧和右侧偏置磁通，控制绕组产生控制磁通，相应位置的偏置磁通和控制磁通相互叠加，通过轴向位移闭环控制，保证定、转子之间气隙均匀，实现转子轴向稳定悬浮。且采用隔磁铝环保证左、右两侧的偏置磁通相互隔离，减少漏磁； 2、本发明采用隔磁铝环保证永磁体既产生径向偏置磁通又产生轴向偏置磁通，且减少漏磁；径向控制磁通经过径向控制铁芯的下侧、下侧径向工作气隙、转子铁芯的径向部分、上侧工作气隙、径向控制铁芯的上侧和圆周铁芯形成闭合路径；轴向控制磁通仅经过控制圆盘和吸力圆盘，形成闭合回路，轴向和径向控制磁通均不经过磁阻大的永磁体，具有可产生较大的悬浮力、低功耗、控制简单和易于实现等优点； 3、本发明提出的永磁偏置五自由度集成化磁轴承，是由两个轴向磁化的环形永磁体在五个自由度上提供偏置磁通，控制绕组分别通电产生控制磁通，对应气隙的偏置磁通和控制磁通两者相互叠加，保证定、转子之间径向和轴向的气隙均匀，实现转子在五个自由度上稳定悬浮；本发明各控制磁通均不经过磁阻大的永磁体形成闭合路径，具有可产生较大的轴向和径向悬浮力、低功耗的优点。

主要技术指标

技术指标： 1、本发明磁轴承左、右侧定子铁芯制成E型结构，控制磁通仅经过控制圆盘和吸力圆盘形成闭合路径，不经过磁阻大的永磁体，具有可产生较大的轴向悬浮力、低功耗、控制简单和易于实现等优点，可用于飞轮储能、各种高速机床主轴电机和密封泵类、离心机、压缩机、高速小型硬盘驱动装置等领域。 2、本发明提出的永磁偏置三自由度磁轴承，是由两个轴向磁化的环形永磁体分别提供轴向和径向偏置磁通，径向和轴向控制绕组分别产生径向和轴向控制磁通，径向的偏置磁通和控制磁通、轴向的偏置磁通和控制磁通相互作用，保证定、转子径向和轴向之间气隙均匀，实现转子径向和轴向稳定悬浮；本发明可广泛用于飞轮储能、各种高速机床主轴电机和密封泵类、离心机、压缩机、高速小型硬盘驱动装置等领域。 3、本发明永磁偏置五自由度集成化磁轴承是将组成定子的各部分按照轴向叠装而成，结构简单，易于制造和装配，铁芯利用率高，体积小，质量轻，轴向长度短，临界转速高，可应用于飞轮储能、各种高速机床主轴电机和密封泵类、离心机、压缩机、高速小型硬盘驱动装置等多领域。

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