一种同极型气磁双场动压径向混合轴承

1.本发明涉及径向混合轴承领域，具体为一种同极型气磁双场动压径向混合轴承。


背景技术：

2.动压气体轴承是一种以气体作为润滑介质的轴承，在工作时转子可以完全浮离于定子，具有高速、洁净、平滑、耐高温、耐低温、寿命长等显著优势。根据轴承面形状，还可以将动压气体轴承分类，常见的有铂片型、槽型、圆柱型、阶梯型等。其中槽型动压气体轴承是在气体轴承表面或轴的表面加工出许多槽，当轴承转子高速旋转时，轴承气隙内粘性气体高速流动，由于气体运动的流量守恒原理，气隙内各个槽台间的气体压力梯度反复的规律性变化，使槽台交界处的气体压力明显增大，增强轴承动压效果，从而使得槽型动压气体轴承较其他型动压气体轴承有更大的承载能力和更高的稳定性。然而，由于气体作为润滑介质粘性小，气体动压轴承在低速旋转或启停阶段，轴承气隙内不能形成足够的压力使转子悬浮，致使轴承转子与定子在低速及启停阶段发生干摩擦。气体轴承在高速工作过程中一旦因超负荷或其他原因，导致定子、转子接触，发生干摩擦，气体轴承将在极短时间内完全失去工作能力。此外，气体动压轴承的自激涡动不稳定性和低负载能力也限制了其实用性。
3.主动磁悬浮轴承是利用电磁场力将轴承转子无机械摩擦、无润滑介质地悬浮在特定空间中运动的一种有源型非接触式轴承。主动磁悬浮轴承系统包括定子铁芯、电磁线圈、功率放大器、控制器、传感器及转子。工作时，传感器检测转子速度及位置偏移，由控制器将转子偏离位移转换为控制信号，再由功率放大器将控制信号转换为控制电流，控制电流使电磁铁产生磁力从而使转子保持其悬浮位置不变。主动磁悬浮轴承按磁极排列方式可分为异极型和同极型，异极型较为常见；一般的混合型磁轴承也多为异极型，同极型较为少见，多用的异极型磁轴承 n 极与 s 极沿周向成对交叉排列。
4.当转子每转动一圈，转子表面同一位置将经历多次磁力线反向。虽然异极型磁轴承的定子与转子一般均采用叠片结构，但表面涡流和磁滞损耗仍然较大；且在组装焊接时容易出错，制作成本较高。
5.目前已有多种磁气混合轴承的现有技术，有磁轴承与铂片气体轴承混合的类型，有磁轴承与带槽气体轴承混合的类型，但现有技术的这几种类型混合轴承都有各自的局限。现有的磁轴承与带槽气体混合轴承技术一般都是将槽设置于转子外表面，磁轴承磁极与气体轴承在轴向方向上串联排列，这样的混合轴承类型要想保证磁轴承和气体轴承性能就必须加大混合轴承的轴向尺寸，导致轴承整体结构不够紧凑。现有的磁轴承与铂片气体混合轴承是一种综合性能较好的混合轴承类型，可以保证混合轴承整体的紧凑性，但铂片式气体轴承在承载能力、稳定性及高速性能方面均弱于带槽式气体轴承。


技术实现要素：

6.本发明提供一种同极型气磁双场动压径向混合轴承，解决了现有磁轴承的结构不紧凑、承载力较小、稳定性较差的问题。
7.为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种同极型气磁双场动压径向混合轴承，包括同轴心且从外到内依次设置的定子固定套、磁轴承定子、气体轴承定子和转子，所述转子为空心的圆柱型，所述气体轴承定子套设在所述转子外部，所述气体轴承定子的结构为薄壁圆柱型，其外表面由四个平面和四个弧面交替组成，内表面上开设有n个呈蜂鸟羽毛形状的凹槽；所述磁轴承定子包括四个相同的定子分瓣，四个所述的定子分瓣通过设在磁轴承定子端面的定子固定套组成一个外表面闭合的空心圆柱，每个所述定子分瓣的圆周面的边缘开设有两个轴向的通槽，所述定子分瓣的内表面固定有呈长方体的向心凸台，所述向心凸台位于通槽的中部，四个定子分瓣组合后，所述向心凸台和通槽共同组成四个矩形通孔；每个所述矩形通孔中配合放置有带铁芯的径向电磁线圈，所述气体轴承定子外表面的每个平面的位置对应一个磁轴承定子上的向心凸台和一组带铁芯的径向电磁线圈。
8.该轴承将转子、气体轴承定子和磁轴承定子依次同轴心套装，气体轴承定子和磁轴承定子之间设置的带铁芯的电磁线圈用气体轴承定子外圆周面上的平面和磁轴承定子上的定子固定套、向心凸台共同作用进行固定，从而形成结构紧凑、性能更为稳定的气磁双场动压径向混合轴承。
9.定子分瓣的结构便于制作，拼装组合简单；向心凸台固定在内侧的圆周面，位于通槽中部，使得定子分瓣组合后，两边的通槽能够和内部的向心凸台共同组成通孔，用于安装带铁芯的线圈；而由四个完整的块状定子分瓣组成的定子使用起来更加安全稳定，维修和更换也较为方便。
10.在气体轴承定子的内表面开设n个气体凹槽，代替了叠片转子上的凹槽，使得转子旋转时其本身的阻力和损耗大大减小，同时凹槽的存在保证了转子与气体轴承定子之间的气体流动速度和密度的变更，进而提升了间隙中的气膜刚度。
11.所述铁芯的形状为半封闭的矩形框，两个短边上安装有径向电磁线圈，所述向心凸台的长度与两端的径向电磁线圈的间距相适应。
12.所述气体轴承定子外表面的平面宽度与向心凸台的宽度以及径向电磁线圈的宽度相适应；所述平面对应的圆心角小于等于弧面对应的圆心角。磁轴承定子中的向心凸台与半封闭的矩形框型铁芯形状配合，使得轴承内部结构紧凑布置的同时固定带径向电磁线圈的铁芯。径向电磁线圈的宽度和高度与向心凸台的宽度和高度相适应，而且径向电磁线圈缠绕在铁芯的两个短边上，径向电磁线圈的宽度略小于向心凸台的宽度，便于后续安装固定装置使得径向电磁线圈与向心凸台固定；这样三个零件的尺寸相匹配，一方面平面的宽度保证可以承接住向心凸台和带铁芯的径向电磁线圈，另一方面在制造时容易进行统一各零件的尺寸标准，各零件嵌套，明显节省了轴承内部的空间。
13.气体轴承定子上的平面用于放置外部的铁芯，相较于圆周面放置时更加平稳，而且平面相对于直接叠加放置在圆周面上，与圆周面相切的情况能够节省一部分空间，提高了空间的利用率；同时不过度放大平面的范围，保证圆周面占大部分，尽可能与外部的磁轴承定子形状匹配，预留足够空间放置其他零部件。
14.所述气体轴承定子内表面的n个凹槽紧密开设，每个凹槽的中心线相对于气体轴承定子的轴线方向倾斜，相邻凹槽的首、尾两端接连排列、形成螺旋轨迹，其螺旋轨迹的轴线与气体轴承定子轴线重合。其中，相邻凹槽的首尾两端留有一定的间距，凹槽的中心线与
螺旋线重合。
15.单个所述凹槽的外边缘呈蜂鸟羽毛的外轮廓形状，内部结构呈楔形，所述凹槽包括两个弧形边和两条侧边，两个所述弧形边的弧形半径不同，分为大半径弧形边和小半径弧形边，小半径弧形边凹陷深度大于大半径弧形边；两个弧形边与两个侧边的连接处表面光滑。具体地，小弧形半径和大弧形半径相对设置，中间由第一侧边和第二侧边连接。n个凹槽交错、紧密排列在气体轴承定子的内表面，当内部的转子旋转起来后，能在转子与整个气体轴承定子之间形成较为稳定的气膜。楔形的形状以及n个凹槽呈螺旋分布的结构设计让转子旋转后，气体可以更顺利地进入转子与气体轴承定子内部；而凹槽本身的楔形与凹槽之间的平台又使得内部的气体压力进一步增大，进一步提高了气体轴承定子与转子之间的气膜刚度，进而轴承的承载能力增强。
16.此外，仿照蜂鸟羽毛的外轮廓形状设计凹槽可以利用到蜂鸟独特的飞行特点，保证气体流动的稳定；小半径弧形边的凹陷深于大半径弧形边的凹陷增加了气体流动过程中的变化量，各个边缘的圆角设计又使得气体容易进出，保证了凹槽功能的顺利实现。
17.所述定子固定套包括结构相同的第一固定套和第二固定套，分别设在所述磁轴承定子的两端；所述第一固定套和第二固定套包括端面固定圈、外圆固定片和内圆固定片，所述外圆固定片和内圆固定片垂直固定在端面固定圈上，端面固定圈内侧的内圆固定片两端设有径向的第一凸台固定片和第二凸台固定片。在两端分别设置两个固定套，一方面有效固定了磁轴承定子以及内部的铁芯、线圈，另一方面这样的固定套结构简单、便于制作，安装和拆卸都较为方便。
18.所述外圆固定片的内圆表面直径和内圆固定片的外圆表面直径分别与磁轴承定子的外圆周表面直径和内圆周表面直径相等；一个内圆固定片上的第一凸台固定片与相邻的内圆固定片的第二凸台固定片的间距与所述向心凸台的宽度相等，所述径向电磁线圈的轴向长度小于第一凸台固定片的轴向长度。实际缠绕过程中，径向电磁线圈的宽度略小于向心凸台，长于径向电磁线圈轴向长度的凸台固定片会向磁轴承定子的中部延伸至向心凸台处，能有效保证固定两个凸台固定片之间的径向电磁线圈的位置；因为第一凸台固定片和第二凸台固定片的轴向长度相同，两端的第一凸台固定片和第二凸台固定片分别将两个径向电磁线圈固定呢。
19.气体轴承定子内表面开设n行呈直线型排列的凹槽组，每行凹槽组中的n个凹槽的中心线互相平行且等间距分布。每一行的中心线与气体轴承定子的轴线可以平行或者相交，这样仍然可以在气体轴承定子的内表面设置多个凹槽并使其紧密布置，而且制造工艺较为简单，成本较低，可以更大规模地投入使用。
20.所述铁芯中心面与轴承中心线重合。这样以来，铁芯及电磁线圈产生的磁场能够在轴承中均匀分布，且磁场方向更规律，轴承的稳定性得以保证。
21.所述气体轴承定子采用非铁磁材料，不会对磁轴承定子的磁场分布造成干扰，避免影响磁轴承的悬浮性能。
22.该轴承集合动压气体轴承和电磁悬浮轴承的特点，一方面转子、气体轴承定子以及磁轴承定子依次同轴心套装组合，在轴承启停及低速工作时电磁轴承提供主要负载能力，在轴承高速工作时动压气体轴承提供主要负载能力，同时轴承高速工作过程中有出现因超负荷及其他原因导致转子失稳且位移量超过预设区间时，磁轴承定子介入工作为轴承
转子增加可控阻尼；另一方面，磁轴承定子部分中，每一对磁极沿轴向分布，即沿着周向只有 n极或s极，磁力线和转子轴线平行，磁场方向都是从转子的同一端到另一端，其损耗相较于其他种类的磁轴承将大大降低。
23.与现有技术相比，本发明的实质性特点在于：（1） 磁滞损失小，降低功率损耗。采用同极型磁轴承结构，其可不需要轴承转子采用叠片结构就可以使磁轴承磁滞损失非常小，同时不采用叠片式的转子结构还有利于保证动压气体轴承的优良性能；（2） 结构紧凑，体积小。本发明采用将凹槽设置在气体轴承定子内表面的形式，可以不用把槽设置在转子表面，保证转子表面结构均匀光滑，不因转子表面结构影响磁轴承悬浮性能；同时由于气体轴承定子采用非铁磁材料，可以使磁轴承定子的磁场在穿过气体轴承定子时不受影响。这样的结构布置形式，让磁轴承定子的磁极与气体轴承定子可以在轴向方向上并联排列，充分利用了轴承的轴向空间，使得轴承在结构上更加紧凑，体积更小的情况下，发挥优良性能；（3） 旋转精度高，承载能力大。采用带有开设多个类似蜂鸟翅膀形状的凹槽的气体轴承定子，模拟蜂鸟翅膀的特殊生理结构，气体通过凹槽内部楔形机构的节流阻挡作用，使得凹槽边缘处的气体流速和气体密度改变，增加了轴承气隙内动压气膜的压力，提高了轴承的悬浮支承精度；（4） 寿命长，稳定性好。磁轴承定子在轴承低速启停阶段以及高速工作时转子偏离预设位置区间，磁轴承定子介入工作，保证轴承不发生干摩擦，这样提高了轴承的稳定性，增加了轴承的寿命。
附图说明
24.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
25.图1为本发明同极型气磁双场动压径向混合轴承的整体装配结构。
26.图2为本发明同极型气磁双场动压径向混合轴承的结构爆炸图。
27.图3为本发明中定子固定套的结构示意图。
28.图4为本发明中气体轴承定子的半剖结构示意图。
29.图5为本发明同极型气磁双场动压径向混合轴承的磁轴承定子示意图。
30.图6为本发明同极型气磁双场动压径向混合轴承的磁轴承磁通分布示意图。
31.图7为本发明中单个凹槽的结构示意图。
32.图中：1.第一定子固定套、2.转子、3.气体轴承定子、4.径向电磁线圈、5.铁芯、6.磁轴承定子、7.第二定子固定套、8.外圆固定片、9.第一凸台固定片、10. 第二凸台固定片、11. 内圆固定片、12.凹槽、13.固定平台、14.定子分瓣、15.通槽、16.向心凸台、1201.大半径弧形边、1202.小半径弧形边、1203.第一侧边、1204.第二侧边。
具体实施方式
33.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.实施例1如附图所示，一种同极型气磁双场动压径向混合轴承，包括同轴心且从外到内依次设置的定子固定套、磁轴承定子6、气体轴承定子3和转子2，转子为空心圆柱型，气体轴承定子3套设在转子2外部，气体轴承定子3的整体结构为薄壁圆柱型，其外表面由四个平面和四个弧面交替组成，内表面上开设有n个呈蜂鸟羽毛形状的凹槽12。具体地，转子2的外表面为光滑完整的圆周面；气体轴承定子3上单个凹槽12的外边缘呈蜂鸟羽毛的外轮廓形状，内部结构呈楔形，凹槽12包括两个弧形边和两条侧边：两条侧边为直线型，共同连接两个弧形边；两个弧形边的弧形半径不同，分为大半径弧形边1201和小半径弧形边1202，小半径弧形边1202凹陷深度大于大半径弧形边1201；两个弧形边与两个侧边的连接处表面光滑。
37.磁轴承定子6包括四个相同的定子分瓣14，四个的定子分瓣14通过设在磁轴承定子6端面的定子固定套组成一个外表面闭合的空心圆柱，每个定子分瓣14的圆周面的边缘开设有两个轴向的通槽15，定子分瓣14的内表面固定有呈长方体的向心凸台16，向心凸台16位于通槽15的中部，每个定子分瓣的其中一个通槽15内侧固定一个向心凸台16。
38.四个定子分瓣14组合时，一个定子分瓣14上有向心凸台16的通槽15与另一个定子分瓣14上不带向心凸台16的一个通槽15组合，最终向心凸台16和通槽15共同组成四个矩形通孔；每个矩形通孔中配合放置有带铁芯5的径向电磁线圈4，气体轴承定子3外表面的每个平面的位置对应一个磁轴承定子6上的向心凸台16和一组带铁芯5的径向电磁线圈4。
39.铁芯5的形状为半封闭的矩形框，两个短边上安装有径向电磁线圈4，向心凸台16的长度与两端的径向电磁线圈4的间距相适应。安装时，这样的带铁芯5的径向电磁线圈4即可和向心凸台16恰好配合，确保各零部件稳定地安装组合成磁轴承定子6。
40.气体轴承定子3外表面的平面宽度与向心凸台16的宽度以及径向电磁线圈4的宽度相适应，因此该平面为固定平台13，用于固定带铁芯5的径向电磁线圈4，并且使得向心凸台16能够平稳放置；固定平台13对应的圆心角小于等于弧面对应的圆心角，保证固定零部件的同时，与外部的磁轴承定子6之间的空隙形状相配合，更有利于布置其他零部件。
41.实施例2一种同极型气磁双场动压径向混合轴承，包括同轴心且从外到内依次设置的定子固定套、磁轴承定子6、气体轴承定子3和转子2，转子2为空心圆柱型，气体轴承定子3套设在转子2外部，气体轴承定子3的整体结构为薄壁圆柱型，其外表面由四个平面和四个弧面交替组成，内表面上开设有n个呈蜂鸟羽毛形状的凹槽12。
42.磁轴承定子6包括四个相同的定子分瓣14，四个的定子分瓣14通过设在磁轴承定子6端面的定子固定套组成一个外表面闭合的空心圆柱，每个定子分瓣14的圆周面的边缘开设有两个轴向的通槽15，定子分瓣14的内表面固定有呈长方体的向心凸台16，向心凸台16位于通槽15的中部，四个定子分瓣14组合后，向心凸台16和通槽15共同组成四个矩形通孔；每个矩形通孔中配合放置有带铁芯5的径向电磁线圈4，气体轴承定子3外表面的每个平面的位置对应一个磁轴承定子6上的向心凸台16和一组带铁芯5的径向电磁线圈4。铁芯5的形状为半封闭的矩形框，两个短边上安装有径向电磁线圈4，向心凸台16的长度与两端的径向电磁线圈4的间距相适应。
43.气体轴承定子3外表面的平面宽度与向心凸台16的宽度以及径向电磁线圈4的宽度相适应；平面对应的圆心角小于等于弧面对应的圆心角。
44.气体轴承定子3内表面的n个凹槽12紧密开设，n个凹槽呈螺旋分布：每个凹槽的中心线倾斜，相邻凹槽的首、尾两端接连排列、形成螺旋轨迹，并且相邻凹槽的首、尾两端之间留有一定间距，其螺旋轨迹的轴线与气体轴承定子3的轴线重合。单个凹槽12的外边缘呈蜂鸟羽毛的外轮廓形状，内部结构呈楔形，凹槽12包括两个弧形边和两条侧边，两个侧边为曲线型，共同连接两个弧形边，如图7，分为第一侧边1203和第二侧边1204；两个弧形边的弧形半径不同，分为大半径弧形边1201和小半径弧形边1202，小半径弧形边1202凹陷深度大于大半径弧形边1201；两个弧形边与两个侧边的连接处表面光滑。
45.实施例3进一步地，如图4所示，该种同极型气磁双场动压径向混合轴承中，气体轴承定子3内表面的设置有若干行呈直线型排列的凹槽组，每一行的中心线与气体轴承定子3的轴线在平面中平行，每一行中的若干个凹槽12等间距分布，相邻凹槽组的多个凹槽12交错分布，紧密布置。
46.实施例4一种同极型气磁双场动压径向混合轴承，包括同轴心且从外到内依次设置的定子固定套、磁轴承定子6、气体轴承定子3和转子2，转子2为空心圆柱型，气体轴承定子3套设在转子外部，气体轴承定子3的整体结构为薄壁圆柱型，其外表面由四个平面和四个弧面交替组成，其中每个平面为一个固定平台13，内表面上紧密布置有n个呈蜂鸟羽毛形状的凹槽12。单个凹槽12的外边缘呈蜂鸟羽毛的外轮廓形状，内部结构呈楔形，凹槽12包括两个弧形边和两条侧边，一条侧边为直线，另一条侧边为曲线，共同连接两个弧形边；两个弧形边的弧形半径不同，分为大半径弧形边1201和小半径弧形边1202，小半径弧形边1202凹陷深度大于大半径弧形边1201；两个弧形边与两个侧边的连接处表面光滑。
47.磁轴承定子6包括四个相同的定子分瓣14，四个的定子分瓣14通过设在磁轴承定子6端面的定子固定套组成一个外表面闭合的空心圆柱，每个定子分瓣14的圆周面的边缘开设有两个轴向的通槽15，每个通槽15的内侧固定有一个凸台分块，每两个凸台分块组成一个向心凸台16；四个定子分瓣14组合后，定子分瓣14的内表面组成呈长方体的向心凸台16，向心凸台16位于通槽15的中部，向心凸台16和通槽15共同组成四个矩形通孔。
48.每个矩形通孔中配合放置有带铁芯5的径向电磁线圈4，铁芯5的形状为半封闭的矩形框，两个短边上安装有径向电磁线圈4，向心凸台16的长度与两端的径向电磁线圈4的间距相适应，使得两端的径向电磁线圈4刚好可以卡在向心凸台16的两端。铁芯5中心面与
该轴承的中心线重合。同时，因为线圈缠绕等问题，成型的径向电磁线圈4的宽度略小于向心凸台16的宽度。
49.每个固定平台13的位置对应一个磁轴承定子6上的向心凸台16和一组带铁芯5的径向电磁线圈4。固定平台13宽度与向心凸台16的宽度以及径向电磁线圈4的宽度相适应，即，刚好可以承接向心凸台16和两个径向电磁线圈4，保证两者稳定放置在轴承中；固定平台13对应的圆心角小于等于弧面对应的圆心角。
50.定子固定套包括两个结构相同的第一固定套1和第二固定套7，分别设在磁轴承定子6的两端；第一固定套1和第二固定套7包括端面固定圈、外圆固定片8和内圆固定片11，外圆固定片8和内圆固定片11垂直固定在端面固定圈上，端面固定圈内侧的内圆固定片11两端设有径向的第一凸台固定片9和第二凸台固定片10。
51.外圆固定片8的内圆表面直径和内圆固定片11的外圆表面直径分别与磁轴承定子6的外圆周表面直径和内圆周表面直径相等；一个内圆固定片11上的第一凸台固定片9与相邻的内圆固定片11的第二凸台固定片10的间距与向心凸台16的宽度相等，而径向电磁线圈4的轴向长度小于第一凸台固定片9或第二凸台固定片10的轴向长度，从而第一凸台固定片9和第二凸台固定片10可以从两端延伸至中间的向心凸台16处，保证了两端的径向电磁线圈4的位置固定。
52.气体轴承定子3采用非铁磁材料，保证磁轴承磁场在穿过气体轴承定子3时不受影响。
53.如图4，气体轴承定子3是一个薄壁圆柱结构，其外表面上设有4个固定平台13，4个平台面相对平行，相邻垂直， 4个固定平台13与磁轴承定子6的4个向心凸台16配合对气体轴承定子3进行固定。气体轴承定子3的内表面设有螺旋分布的蜂鸟羽毛形状的凹槽12，凹槽12的外轮廓模拟蜂鸟翅膀的外轮廓形状，螺旋角度模拟蜂鸟在空中悬停时翅膀与蜂鸟空间正对平面间的相对角度，每个凹槽12又单独呈一个楔形空间。
54.气体经过凹槽12的时候，由于凹槽12的节流阻挡作用，使得气体在凹槽12的边缘处速度和密度改变，使凹槽12和平台交界处的气体压力明显增大，使得该轴承支承间隙动压气膜刚度和轴承承载能力得以提升。
55.当该轴承工作时，用以支撑的气膜由两部分构成，一部分是气体轴承定子3整体和偏心旋转的转子2之间的楔型空间所产生的空气动压气膜；另一部分是由基于蜂鸟翅膀羽毛外轮廓制成的凹槽12形成的楔型空间所产生的空气动压气膜，以及由于n个凹槽12呈螺旋排列所形成的粘滞压缩器的作用，使得该轴承内部的气体速度和密度改变导致的气膜压力升高而产生的动压气膜。这两处的动压气膜相叠加，间隙中的气膜刚度和轴承的承载能力较以前明显提升，从而使得该轴承的转子2可以平稳地悬浮工作，具有较高的稳定性和较大的承载能力。
56.如图6，可以看出该轴承中，经过转子2的磁力线方向与轴承轴线方向平行。
57.本发明在实际实施时应配备整套电磁轴承控制系统，控制系统还包括控制器、功率放大器、探测转子转速的传感器、探测转子位移的传感器及探测转子2中心位置振动情况的振动分析器。磁轴承定子在工作时，由传感器检测转子转速及位移，由控制器将转子转速及位移量转换为控制信号，再由功率放大器将控制信号转换为控制电流，控制电流使电磁铁产生磁力控制转子2在悬浮范围内工作。
58.磁轴承定子在三种工况下启动工作，
①
当速度传感器探测到转子2转速v,0<v<v1时(v1为气体轴承转子悬浮速度值的110%)，磁轴承定子启动，当传感器探测到转子2速度v=0或v>v1时，磁轴承定子停止；
②
当速度传感器探测到转子2转速v2<v<v3时，磁轴承定子启动，当v>v3时，磁轴承定子停止（v2、v3分别为气体轴承发生自激涡动时的临界转速值的90%和110%）；
③
当位移传感器探测到转子2中心位置位移超过预定振幅范围，磁轴承定子启动。
59.综上所述，本发明提供一种密布有蜂鸟翅膀形状凹槽的同极型气磁双场动压径向混合轴承，该轴承在低速和启停工作时由磁轴承定子6为转子2承担主要负载，高速工作时由气体轴承定子3为转子2承担主要负载；同时，当该轴承高速工作过程中有出现因超负荷或气体轴承定子半速涡动等导致失稳工况时，磁轴承定子6可为转子2提供可控阻尼。该轴承适用多种高速、低速等工况，可频繁启停，并且具有大承载，高稳定性，结构紧凑的特点。
60.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。