CN105422623B - 自发电式磁轴承 - Google Patents

Abstract

自发电式磁轴承，涉及一种轴承，包括轴承主体，轴承主体内设置有若干个铁芯，铁芯上缠绕有电磁线圈，轴承主体外设有发电设备，发电设备连接所述的电磁线圈，发电设备包括需要套设在主轴上的定子，定子上均匀设置有定子绕组，主轴上设置有与所述定子绕组相配合的永磁体，在同一所述铁芯上的电磁线圈分为A组线圈和B组线圈，A组线圈和B组线圈分别连接所述的发电设备，A组线圈和B组线圈匝数相同且电流方向也相同。与现有技术相比，本磁轴承通过轴的旋转获得电力为线圈供电使得磁轴承与轴产生磁悬浮效果，让轴在工作时磁轴承也始终工作，避免了以往磁轴承与轴分属两套供电系统时一旦磁轴承断电会使高速旋转的轴损坏以及断裂危及电机的问题。

Description

自发电式磁轴承

技术领域

本发明涉及一种轴承，尤其是一种磁轴承。

背景技术

磁轴承，是一种新型高性能轴承。与传统滚珠轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁轴承不存在机械接触，转子可以达到很高的运转速度，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用高速、真空、超净等特殊环境。可广泛用于机械加工、涡轮机械、航空航天、真空技术、转子动力学特性辨识与测试等领域，被公认为极有前途的新型轴承。磁轴承分为按照磁力的提供方式可分为如下三大类:有源磁轴承，也称为主动磁轴承，磁场是可控的，通过检测被悬浮转子的位置，由控制系统进行主动控制实现转子悬浮；无源磁轴承，也称为被动磁轴承，以永磁体或超导体实现对转子部分自由度的支承；混合磁轴，其机械结构中包含了电磁铁和永磁体或超导体。

主动磁轴承具有转速高、无接触、无润滑等优点，在一些特殊场合有无可替代的优势。但是自发电式磁轴承需要进行供电，一旦供电中断就会让磁性消失，这时高速旋转的轴就无法悬浮在磁轴承内，瞬间摩擦增大，这样非常容易对轴造成损坏，更严重的会让轴断裂或者直接让电机保报废。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了自发电式磁轴承，本磁轴承通过轴的旋转获得电力为线圈供电使得磁轴承与轴产生磁悬浮效果，让轴在工作时磁轴承也始终工作，避免了以往磁轴承与轴分属两套供电系统时一旦磁轴承断电会使高速旋转的轴损坏以及断裂危及电机的问题。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：自发电式磁轴承，包括轴承主体，所述的轴承主体内均匀圆周设置有若干个铁芯，所述的铁芯上缠绕有电磁线圈，所述的轴承主体外设有发电设备，所述的发电设备连接所述的电磁线圈，所述的发电设备包括需要套设在主轴上的定子，所述的定子上均匀设置有若干组定子绕组，所述的主轴上设置有与所述定子绕组相配合的永磁体，在同一所述铁芯上的电磁线圈分为A组线圈和B组线圈，所述A组线圈和所述B组线圈分别连接所述的发电设备，所述A组线圈和所述B组线圈匝数相同且电流方向也相同。

上述技术方案中，优选的，还包括控制器，功率调节器。

上述技术方案中，优选的，所述的轴承主体上设置有连接所述控制器的位移传感器。

上述技术方案中，优选的，所述的发电设备还包括稳压器和调频器。

上述技术方案中，优选的，所述的定子底部设置有保持支架。

上述技术方案中，优选的，所述的发电设备与所述的电磁线圈之间设置有备用电力连接线。

上述技术方案中，优选的，所述的发电设备还包括存储电池。

本发明的磁轴承不在连接外部直接电源而是外接有发电设备，通过发电设备与轴的作用产生电流为磁轴承供电。为此发电设备包括套设在轴上的定子，定子上均匀设置有若干组定子绕组，在轴上设置有与定子绕组相配合的永磁铁， 当轴转动时，在永磁铁和定子绕组的作用下发电设备就会产生源源不断的电流供给磁轴承，使得磁轴承与轴始终一体运动，只有当轴不转动的时候磁轴承才会断电，保证了轴与磁轴承始终同步，避免了使用两套供电系统时磁轴承供电系统突然奔溃对轴以及电机造成重大损失的问题。同时为了磁轴承保持稳定，还把线圈分为两部分，每部分都分别连接发电设备，这样两套线圈可以最大程度上保证磁轴承正常运行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本磁轴承通过轴的旋转获得电力为线圈供电使得磁轴承与轴产生磁悬浮效果，让轴在工作时磁轴承也始终工作，避免了以往磁轴承与轴分属两套供电系统时一旦磁轴承断电会使高速旋转的轴损坏以及断裂危及电机的问题。

附图说明

图1是本发明背面部分透视示意图。

图2是本发明使用状态时背面部分透视示意图。

图3是本发明侧面示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1、图2、图3所示，一种磁轴承，包括轴承主体1，所述的轴承主体1外设有发电设备3。所述的轴承主体1内均匀圆周设置有若干个铁芯11，所述的铁芯11上缠绕有电磁线圈，在同一所述铁芯11上的电磁线圈分为A组线圈12和B组线圈13，所述A组线圈12和所述B组线圈13匝数相同且电流方向也相同，所述A组线圈12和所述B组线圈13分别连接所述的发电设备3。所述的轴承主体1上设置有控制器7，控制器7连接位于轴承主体1内的位移传感器。所述的发电设备3包括需要套设在主轴2上的定子31，发电设备3还包括功率调节器所述的发电设备还包括稳压器和调频器和存储电池。所述的定子31底部设置有保持支架39，所述的定子31上均匀设置有若干组定子绕组32，所述的主轴上2设置有与所述定子绕组32相配合的永磁体21。所述的轴承主体1内还设置有散热通道81，所述的铁芯11上设置有与所述散热通道81相配合的散热槽82，所述的散热通道81外接有散热器8，所述的散热通道81内具有能流动的冷却液。所述的定子31内设置有若干个环形通道91，所述的环形通道91外界有冷却箱9，所述的环形通道91内流动设置有冷却液。所述的发电设备3与所述的电磁线圈之间设置有备用电力连接线6。

本发明的磁轴承不在连接外部直接电源而是外接有发电设备3，通过发电设备3与轴2的作用产生电流为磁轴承供电。为此发电设备3包括套设在轴上的定子31，定子31上均匀设置有若干组定子绕组32，相对的轴2上设置有与定子绕组32相对应的永磁体21，当轴2高速旋转时，定子绕组32就会产生电流，为了保持对轴承主体1供电的稳定，还在发电设备3上设置功率调节器所述的发电设备还包括稳压器和调频器和存储电池，让发电设备3持续稳定的为轴承主体1供电。在定子31和轴承主体1内还设置有冷却装置，防止轴承主体1和定子31在工作过程中过热，以免影响正常工作。为了保证万一，轴承主体1内铁芯11上的电磁线圈分为A组线圈12和B组线圈13，两组线圈分别通过不同的电力连接线6连接发电设备3，进一步的保证轴承主体1的正常工作。本发明只要主轴2一直转动就可以持续的为轴承主体1供电，使得主轴2与轴承主体1始终保持相同的工作，不会出现轴2仍在高速转动时，轴承主体1失电的现象，即使轴2停止转动，存储电池内存储的电力也可以保持主轴2的悬浮，让工作人员有足够的时间进行故障排查。

Claims (7)

1.自发电式磁轴承，包括轴承主体（1），所述的轴承主体（1）内均匀圆周设置有若干个铁芯（11），所述的铁芯（11）上缠绕有电磁线圈，其特征为，所述的轴承主体（1）外设有发电设备（3），所述的发电设备（3）连接所述的电磁线圈，所述的发电设备（3）包括需要套设在主轴（2）上的定子（31），所述的定子（31）上均匀设置有若干组定子绕组（32），所述的主轴（2）上设置有与所述定子绕组（32）相配合的永磁体（21），在同一所述铁芯（11）上的电磁线圈分为A组线圈（12）和B组线圈（13），所述A组线圈（12）和所述B组线圈（13）分别连接所述的发电设备（3），所述A组线圈（12）和所述B组线圈（13）匝数相同且电流方向也相同。

2.根据权利要求1所述的自发电式磁轴承，其特征为，还包括控制器（7），功率调节器。

3.根据权利要求2所述的自发电式磁轴承，其特征为，所述的轴承主体（1）上设置有连接所述控制器（7）的位移传感器。

4.根据权利要求1所述的自发电式磁轴承，其特征为，所述的发电设备（3）还包括稳压器和调频器。

5.根据权利要求1所述的自发电式磁轴承，其特征为，所述的定子（31）底部设置有保持支架（39）。

6.根据权利要求1所述的自发电式磁轴承，其特征为，所述的发电设备（3）与所述的电磁线圈之间设置有备用电力连接线（6）。

7.根据权利要求1所述的自发电式磁轴承，其特征为，所述的发电设备（3）还包括存储电池。