基于磁阻原理的磁性轴承装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于磁阻原理的磁性轴承装置。
[0002]所述磁性轴承具有，一个第一轴承部分与转子轴转动固定地连接并且以一定的间隔由一个第二轴承部分所夹。所述第一轴承部分含有垂直于所述转子轴的轴线取向的沿所述轴线方向相继安排的转子盘零件，所述转子盘零件相应地在构成一个中间空间的条件下间隔开。所述第二轴承部分含有垂直于所述转子轴线取向沿所述轴线方向相继安排的相互间隔开的定子盘零件，每个所述定子盘零件作为极靴相应地突进一个与所述中间空间相邻的作为极靴的转子盘零件中。在所述这些零件之间构成一个沿轴向方向取向的磁场，向心保持力由转子与定子盘之间形成的磁阻力形成。
【背景技术】
[0003]—种这样的的轴承装置例如由国际专利WO 2007 000405披露。然而该专利的轴向位置保持通过调节所述沿轴向方向取向的磁通达到，显然，前提是需要一种通过位置传感器和调节电路控制电磁体的电流并且对抗偏离其设定位置的转子体偏差的有源调节。该专利还提出所述沿轴向方向取向的磁通由永磁材料例如稀土材料制造的磁环形成。这样的磁环制造耗费大，而且储运安装非常困难。
【发明内容】
[0004]本发明的任务是，提出一种基于磁阻原理的磁性轴承，尤其是用于一种高速转动的机器，譬如高速离心机，该磁性轴承应能克服所提及的现有技术的缺点，不需要有源调节电路，相对易于制造，且能够具有满足应用需求的负荷力和轴承刚性。
[0005]该任务用权利要求1所述的措施完成。据此在如本发明所述的磁性轴承装置应当具有一个第一轴承部分，其与转子轴转动固定地连接并且以一定的间隔在轴向上由一个第二轴承部分所夹。所述第一轴承部分含有垂直于所述转子轴的轴线取向的、沿所述轴线方向相继安排的转子盘零件，所述转子盘零件相应地在构成一个中间空间的条件下间隔开。所述第二轴承部分含有垂直于定子的轴线取向的、沿所述轴线方向相继安排的相互间隔开的定子盘零件，每个所述定子盘零件相应地突进一个与所述中间空间相邻的转子盘零件中。所述转子盘零件和所述定子盘零件在相应的相互面向的侧面上构成环形的、相应地在一个很小的气隙上对置的齿状突起。相对所述转子轴的径向方向为所述定子盘零件配属一个在所述转子盘零件与所述定子盘零件之间实质上沿轴向方向对齐的磁场产生器件。所述轴承部分相对一个垂直于所述转子轴线对齐的中间层面对称地划分成两个轴承半。并且，所述磁场产生器件具有周向安排的多个永磁体，用之产生所述磁场量。把所述轴承部分安排得使所述轴承半的通量密度轴向中心对称地相减叠加。
[0006]本发明所述磁性轴承装置还具有无源的轴向保持单元，其具有安排在所述转子盘轴向外侧的多个软磁材料制造的盘，对应地安排在所述软磁材料盘外周且与之相隔一个气隙的软磁材料圆环以及周向安排在所述软磁材料制造的盘之间的多个永磁体。
[0007]本发明所述基于磁阻原理的磁性轴承的极靴用软磁材料制造，可以具有较大的表面积，因此，可以在较宽的范围内由所述齿状突起的尺度选择所述轴承刚度。还可以通过适当地选择周向安排的永磁体的尺寸和数量确定所述轴承装置的刚性。尤其是要求转子系统有严格动平衡时，可以适当地选择轴承的径向刚性使之能够通过陀螺作用补偿转头系统的动不平衡。
[0008]在双侧相同的轴承间隙的对称的安排的情况下可以抵消作用在转子盘零件上的轴向力。然而这种平衡是轴向不稳定的，前述公知技术用有源调节的轴向轴承单元加以稳定。虽然所述轴向轴承单元只须再承担轴向负载的动态部分，但这要以对轴向的动态位置的实时检测为前提。
[0009]本发明提出一种基于磁阻原理的轴向轴承单元以进一步抵消作用在转子盘上的轴向力。
[0010]本发明的一个优选的实施方案提出在定子极靴上安排略高于所述齿状突起的滑动止推部件，以防止转子在意外作用力的情况下过度偏离平衡位置。例如在离心机更换转头时，操作力可能导致转子盘在一侧贴在定子盘上，使得不易重返平衡位置。所述滑动止推部分可以用塑料，例如聚四氟乙烯，制造。
[0011]本发明的另一个优选的实施方案提出，在转子轴上安排电动机转子。所述电动机的定子电枢与转子电枢在轴向方向实质上等长，这样在电动机工作时转子电枢与定子电枢趋于轴向上对齐，利用这种对齐力可以在很大程度上动态地承担轴向负载波动的部分。
【附图说明】
[0012]下面参照附图阐述本发明所述磁性轴承的一个【具体实施方式】，
[0013]图1用轴向的纵剖视图示出本发明的一个【具体实施方式】，
[0014]图2用平面示意图所述磁场产生器件的永磁体安排。
【具体实施方式】
[0015]在图1中示出的，总体上用I指代的磁性轴承装置具有一个带有两个轴承半的对一个中间层面对称的结构。所述磁性轴承装置包含一个与无接触地轴支的转子轴5，其带有一个随之转动的轴承部分2，所述第一轴承部分在每个轴承半中具有垂直于所述的转子轴对齐的、固定于其上的、随之转动的由软磁材料譬如铁制造的转子盘零件2.1。转子盘零件
2.1沿轴向方向在构成相应的中间空间的条件下间隔开地安排。在中间层面的区域中在转子轴5上安装一个同样地用软磁材料制造的中间的转子盘零件2.2。该磁性轴承I还设有一个软磁材料制造的外磁轭7。
[0016]磁性轴承装置I的一个位置固定的定子构成一个第二轴承部分3，该第二轴承部分带有同样地相互间轴向隔开的、环盘形的、在有间隔的条件下包绕转子轴5的定子盘零件4.10同样由软磁材料制造的定子盘零件3.2与轴5无接触地径向空入进中间空间中段，于是在每个轴承半中得出一个轴向交替的，腔样的转子盘零件2.2和定子盘零件3.2