轴向磁轴承

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除了径向支承外,叶轮机械转子通常还需要轴向支承。大多数磁力轴承公司使用的常规轴向磁力轴承的结构如图12所示。该轴承的操作与图中所示的径向轴承的操作相同。78

根据不同的情况,Calnetix有时也使用图12所示的轴向轴承以及各种偏置pm的径向轴承。然而,在大多数情况下,Calnetix选择了一种专利的独特的磁轴承设计,将轴向和径向轴承的功能结合在一个设备-组合磁轴承。该轴承的结构如图13所示,其三维表示如图14所示,其工作原理如图15所示。

图13和图14所示的组合轴承结构与图13和图14所示的径向轴承结构基本相似无花果。9但所述死极被位于固体轴向致动器目标的轴向相对两侧的两个轴向极替换。由永磁体产生的偏磁在径向极总成中径向流动,与在径向轴承中径向流动完全相同无花果。9 - 11,但在返回时,它被分成两个轴向极点(见图15)。

如果轴向致动器目标位于内外轴极之间,则目标左侧磁通密度与右侧磁通密度基本相同,对目标的净轴力近似为零。一个轴向控制线圈夹在两个轴向极点诱导磁轴向控制通量在这些极点时,通电。该磁通在由外径和轴向执行器目标上彼此磁连接的轴向控制极形成的回路中循环。由于它很难穿过永磁体(永磁体具有较大的磁阻),所以它不会大量传播到径向极组。

当轴向控制绕组激励电流指示如图15所示,它增加了内心的偏见通量(左)轴杆,减去外(右)轴杆,导致更高的磁通密度在左边的致动器轴向比右边的目标,因此,一个轴向力拉左边的转子(积极的Z方向)。轴向电流的反向使力的方向反向。

补偿线圈夹在径向极组件和内轴向极之间,当轴向控制线圈通电时,用于稳定偏置磁通。补偿线圈与轴向控制线圈串联,但缠绕方向相反。

复合轴承产生径向力的机理与径向轴承完全相同,可以从图11及附图描述中理解。

图12

图13

图14

图15

使用图13-15所示的组合轴承而不是图12所示的独立径向轴承和轴向轴承的优点包括:

  1. 更短的轴向长度导致更紧凑的设计和更好的转子动力学
  2. 较低的气动阻力,由于较低的轴向执行机构目标OD
  3. 较低的轴向执行机构目标外径,降低了转子的应力
  4. 下部计数
  5. 更低的成本
  6. 在许多情况下,更好的轴向带宽(更高频率下的更大负载容量)
  7. 较低且几乎恒定的负刚度。