子鐵心(207)外殼(206)電機(jī)主軸(199)和設(shè)置在電機(jī)主軸上部位置上的軸向吸引型徑向磁懸浮軸承與電機(jī)主軸下部位置上的預(yù)應(yīng)力磁懸浮復(fù)合軸承所構(gòu)成【圖17】，所述預(yù)應(yīng)力磁懸浮復(fù)合軸承由上下磁環(huán)通過(guò)軸向氣隙相互吸引構(gòu)成的徑向磁懸浮軸承和以同心圓徑向排列的相斥型徑軸向磁懸浮軸承(211)所組成，所述相斥型徑軸向磁懸浮軸承當(dāng)中的內(nèi)、外磁環(huán)通過(guò)徑向氣隙保持軸向錯(cuò)位，所述內(nèi)、外磁環(huán)等高和內(nèi)部磁通方向相同，從而構(gòu)成相互排斥；所述主軸下部預(yù)應(yīng)力磁懸浮復(fù)合軸承當(dāng)中的徑向磁懸浮軸承的定子部磁環(huán)和相斥型徑軸向磁懸浮軸承當(dāng)中的定子部磁環(huán)設(shè)置在同一個(gè)定子基盤(pán)上，所述定子基盤(pán)與機(jī)殼固連；所述主軸下部預(yù)應(yīng)力磁懸浮復(fù)合軸承當(dāng)中的徑向磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子部磁環(huán)和相斥型徑軸向磁懸浮軸承當(dāng)中的轉(zhuǎn)子部磁環(huán)共同設(shè)置在同一個(gè)轉(zhuǎn)子基盤(pán)(209)上，所述轉(zhuǎn)子基盤(pán)與主軸固連；所述主軸上部的軸向吸引型徑向磁懸浮軸承由兩個(gè)以同心圓徑向并列在電機(jī)端蓋(202)上的電磁鐵初級(jí)鐵心部通過(guò)軸向氣隙與固定在主軸上的電磁鐵轉(zhuǎn)子部銜鐵(200)所構(gòu)成，所述電磁鐵初級(jí)鐵心部由兩個(gè)電磁線(xiàn)圈分別設(shè)置在兩個(gè)同心圓軸向口環(huán)形凹槽而成并使兩個(gè)電磁線(xiàn)圈的電流方向互為相反；所述電磁鐵的轉(zhuǎn)子部銜鐵上設(shè)有兩個(gè)與電磁鐵初級(jí)鐵心部軸向口環(huán)形凹槽對(duì)稱(chēng)的淺槽型軸向口環(huán)形凹槽并通過(guò)軸向氣隙相互對(duì)正；在所述主軸上部電機(jī)端蓋(202)的中心部位上，也可以設(shè)置筒形延長(zhǎng)部，并在筒形延長(zhǎng)部(204)內(nèi)設(shè)置磁力定心軸承或電機(jī)主軸的軸向位置檢測(cè)器(203)以便實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸軸向位置的反饋控制，所述主軸的上下端與電機(jī)的上下端蓋之間還設(shè)有滑動(dòng)副配合的機(jī)械保護(hù)軸承(212、213)。
【附圖說(shuō)明】
:
[0013]下面是對(duì)全部說(shuō)明書(shū)附圖的標(biāo)注說(shuō)明及部件所在圖位的說(shuō)明:
[0014]立軸(1-15，106)，預(yù)應(yīng)力磁懸浮復(fù)合軸承(16-37)，相斥型徑軸向磁懸浮軸承(38-59，211)，軸向吸引型徑向磁懸浮軸承(60-80，198)，轉(zhuǎn)子部環(huán)形永磁體81-83)，轉(zhuǎn)子基盤(pán)(84-105,209)，定子部環(huán)形永磁體(107、110、111)，定子基盤(pán)(112-131，208)，環(huán)形永磁體(未標(biāo))，筒形延長(zhǎng)部(140-149,130)，中心芯柱(136、137)，套筒(138、139)，端蓋(162-170，119)，磁力定心軸承(在圖4、5、6、8、10、12、13、14、15示例)，定子部圓柱體(191-194，182、186、189)，搬頭沉孔(183、187)，空心圓柱體(189)，圓柱體與筒形延長(zhǎng)部形成的螺紋連接處(184、185、190)，預(yù)應(yīng)力軸承轉(zhuǎn)子基盤(pán)與立軸形成的螺紋連接處(195、196,210)，非導(dǎo)磁防粘死隔離墊片(圖4、10示例)，復(fù)合磁懸浮軸承(未標(biāo))，圓環(huán)形電磁鐵線(xiàn)圈(108、188)，復(fù)合定子基盤(pán)(112、161、115、116、132、133、121、122、124、126、134、135、202)。
圖1、2、3、9、11分別是單自由度磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)的附圖例。
圖4、5、10分別是帶有磁力定心軸承的單自由度磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)的附圖例。
圖6是飛輪電池使用且?guī)в写帕Χㄐ妮S承的單自由度磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)的附圖例。 圖7是電、永磁混合型徑軸向磁懸浮軸承的單自由度磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)的附圖例。 圖8是帶有電磁型磁力定心軸承的單自由度磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)的附圖例。
圖12、13、14、15是四種磁力定心軸承的附圖例。
圖16是單邊型預(yù)應(yīng)力磁懸浮軸承的附圖例。
圖17是采用主被動(dòng)混合型磁懸浮軸承的電主軸用單自由度磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)的附圖例。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面用具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明單自由度磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)和適用于單自由度磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)使用的磁力定心軸承作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0016]1、一種單自由度磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)，適用于磁懸浮平臺(tái)、電主軸、分子泵、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等具有轉(zhuǎn)子立軸的裝置使用；它是將兩個(gè)預(yù)應(yīng)力磁懸浮復(fù)合軸承(16-37)分別設(shè)置在所述立軸的上下近端部的位置上，所述預(yù)應(yīng)力磁懸浮復(fù)合軸承是指:由一個(gè)相斥型徑軸向磁懸浮軸承和一個(gè)軸向吸引型徑向磁懸浮軸承以同心圓內(nèi)外徑向排列(圖1_9、11、16所示)或徑向錯(cuò)位排列(如圖10所示)的方式所形成的復(fù)合磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)；在同一個(gè)預(yù)應(yīng)力磁懸浮復(fù)合軸承當(dāng)中，相斥型徑軸向磁懸浮軸承上的轉(zhuǎn)子部環(huán)形永磁體(81)和軸向吸引型徑向磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子部環(huán)形永磁體(82、83)共同設(shè)置在同一個(gè)轉(zhuǎn)子基盤(pán)(84-105)上，所述轉(zhuǎn)子基盤(pán)與所述立軸固連；相斥型徑軸向磁懸浮軸承的定子部環(huán)形永磁體(107)或圓環(huán)形電磁鐵線(xiàn)圈(108、109)和所述軸向吸引型徑向磁懸浮軸承的定子部環(huán)形永磁體
(110,111)設(shè)置在同一個(gè)定子基盤(pán)(112-131)上，也可以將相斥型徑軸向磁懸浮軸承的定子部環(huán)形永磁體和圓環(huán)形電磁鐵線(xiàn)圈設(shè)置在立軸外圍殼體的內(nèi)壁(圖2、6、7所示)上；為了節(jié)省材料，部分定子基盤(pán)還可以和立軸外圍固定裝置上的端蓋(112、115、116、124、126、135、134、122、202、132、133、121)進(jìn)行復(fù)合，從而成為復(fù)合定子基盤(pán)，所述定子基盤(pán)和復(fù)合定子基盤(pán)與所述立軸外圍的定子殼體固連；所述軸向吸引型徑向磁懸浮軸承的定轉(zhuǎn)子部環(huán)形永磁體通過(guò)氣隙軸向相對(duì)并使軸向所對(duì)應(yīng)的環(huán)形永磁體數(shù)量相等和相互吸引以及具有相同規(guī)格的內(nèi)外徑；所述相斥型徑軸向磁懸浮軸承當(dāng)中的定轉(zhuǎn)子部環(huán)形永磁體的內(nèi)部磁通方向相互一致并通過(guò)氣隙形成磁體間的部分徑向重疊交叉以及使氣隙兩側(cè)磁體等高和具有相同的體積；當(dāng)氣隙一側(cè)使用的磁場(chǎng)源是圓環(huán)形電磁鐵線(xiàn)圈(5051)時(shí)，則要求該圓環(huán)形電磁鐵線(xiàn)圈與氣隙對(duì)側(cè)的轉(zhuǎn)子部環(huán)形永磁體等高；在同一個(gè)預(yù)應(yīng)力磁懸浮復(fù)合軸承當(dāng)中，所述相斥型徑軸向磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子部所受推力和所述軸向吸引型徑向磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子部所受的拉力相反；對(duì)于所述立軸上下部的兩個(gè)預(yù)應(yīng)力磁懸浮復(fù)合軸承當(dāng)中的軸向吸引型徑向磁懸浮軸承來(lái)說(shuō)，兩者對(duì)系統(tǒng)轉(zhuǎn)子部產(chǎn)生的拉力是一致的；所述預(yù)應(yīng)力磁懸浮復(fù)合軸承使用的環(huán)形永磁體均采用軸向充磁；所述預(yù)應(yīng)力磁懸浮復(fù)合軸承當(dāng)中的定子基盤(pán)和轉(zhuǎn)子基盤(pán)以及定轉(zhuǎn)子基盤(pán)上設(shè)置的各環(huán)形永磁體均與立軸保持同心并使立軸非接觸地穿過(guò)端蓋和復(fù)合定子基盤(pán)上的中心孔；在所述的單自由度磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)當(dāng)中，具有相同功能的磁力軸承之間均可互換使用(圖1、7所示)或疊加使用，相斥型徑軸向磁懸浮軸承和軸向吸引型徑向磁懸浮軸承的位置亦可對(duì)調(diào)互換(圖4、9所示)；所述的單自由度磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)當(dāng)中磁力定心軸承亦可視為軸向吸引型徑向磁懸浮軸承；而電機(jī)亦被視為現(xiàn)有技術(shù)的磁阻型徑向吸引型軸向磁懸浮軸承；所述的單自由度磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)當(dāng)中，在至少一個(gè)所述軸向吸引型徑向磁懸浮軸承的定轉(zhuǎn)子磁極極面上設(shè)有非導(dǎo)磁的防粘死隔離片(圖4、10所示)；
[0017]在本發(fā)明當(dāng)中，位于當(dāng)中氣隙兩側(cè)的環(huán)形永磁體的數(shù)量可以是一個(gè)(圖1)、兩個(gè)(圖1-4、6-8、10、11)或三個(gè)(圖9)，當(dāng)采用多個(gè)磁體組合時(shí)，各磁體之間都是緊密套裝在一起并使相鄰磁體保持等高和保持相鄰磁體內(nèi)部磁通在閉合回路當(dāng)中的順暢一致性；所述轉(zhuǎn)子基盤(pán)和定子基盤(pán)采用非導(dǎo)磁材料制作。
[0018]在本發(fā)明當(dāng)中，在所述立軸外圍定子殼體上部或下部或上下部無(wú)輸出軸一端的端蓋(116、132、133、121、124、134、135、)中心部位還可以設(shè)置有軸向向外延伸的筒形延長(zhǎng)部(140-149、130)，所述立軸的軸端端面與設(shè)置在筒形延長(zhǎng)部?jī)?nèi)部的定子部圓柱體(191-194，182、186、189)的內(nèi)端面通過(guò)氣隙形成軸向相對(duì)并通過(guò)鑲嵌在立軸軸端中心孔內(nèi)且被軸向充磁的實(shí)心圓柱形永磁體(圖4-6)或環(huán)形永磁體或由一個(gè)實(shí)心永磁體和一個(gè)環(huán)形永磁體緊密套裝在一起構(gòu)成的復(fù)合永磁體(圖10、12)與氣隙對(duì)側(cè)定子部圓柱體中心部位上相同結(jié)構(gòu)和數(shù)量的永磁體彼此正對(duì)和相互吸引，從而構(gòu)成了單自由度磁懸浮轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的永磁型磁力定心軸承(圖4、5、6、10、12、14、15)，在所述永磁型磁力定心軸承當(dāng)中的