一种倾斜磁极磁轴承的U形磁极结构的制作方法

技术领域：

本发明涉及一种倾斜磁极磁轴承的u形磁极结构。

背景技术：
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平面冲片叠压成形磁极结构沿用了电机定子制造中的成熟技术和工艺，可以制造复杂平面形状的冲片。但冲压过程会不可避免地产生大量的边角料。

而且平面冲片叠压只能制造由相似形状硅钢片组成的柱形磁极，并且要求磁通路必须沿着硅钢片冲压平面上的平面曲线连通。平面叠压工艺对于磁通路沿空间曲线连通的磁极不适用，因为磁通路必然穿透硅钢片平面，并在硅钢片平面内产生较大的涡流损耗。

如果要用叠压工艺制造沿空间曲线弯曲的磁极，构成它的硅钢片形状就需要随着叠压顺序而改变，并且需要专门的成型模具进行整形。因此磁极制造工艺就会变得非常复杂。

对于倾斜布置的磁轴承磁极，其磁通路必然是一个空间曲线。为了保持磁通路沿着硅钢片层内方向连通，就需要一种针对此特殊用途磁极的、工艺性好的磁极制造方法。

技术实现要素：
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本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种倾斜磁极磁轴承的u形磁极结构。

本发明所采用的技术方案有：一种倾斜磁极磁轴承的u形磁极结构，包括u形铁芯和励磁线圈，两所述励磁线圈套设在u形铁芯的两侧边上。

进一步地，所述u形铁芯两侧边的磁极面为圆弧面。

进一步地，所述u形铁芯由硅钢带同心缠绕而成。

本发明具有如下有益效果：

1)磁力线不会穿过硅钢片，减少涡流损耗；

2)u形铁芯的缠绕加工方便快速，容易实现半自动化生产；

3)不需要冲压，无模具无边角料，硅钢片材料利用率高；

4)铁芯端部为直线段，可以直接插入预制线圈，工艺简单、工时少。

附图说明：

图1为本发明主视图。

图2为本发明主视图。

图3为本发明与转子之间的位置关系图。

图4和图5为本发明中u形铁芯的加工步骤图。

图6为本发明的磁力线作用于转子的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1至图3所示，本发明公开一种倾斜磁极磁轴承的u形磁极结构，包括u形铁芯11和励磁线圈12，两所述励磁线圈12套设在u形铁芯11的两侧边上。

为便于励磁线圈12的磁极面a更好地作用于转子100，u形铁芯11两侧边的磁极面a为圆弧面。

本发明中的u形铁芯11由硅钢带同心缠绕而成。

如图4和图5，u形铁芯11的制造步骤为：

1)硅钢带缠绕：用宽度为l的硅钢带在矩形工装上缠绕，制成厚度为b的矩形截面环形铁芯。其中硅钢带的宽度l为u形磁极铁芯的宽度，厚度b为u形磁极铁芯的厚度。

2)磁极毛坯切割：将矩形铁芯沿着图5中的虚线所示切开，即成为两个u形磁极铁芯毛坯，然后加工圆弧形的磁极面a。

本发明u形磁极结构的优点为：

1)磁力线不会穿过硅钢片，减少涡流损耗。

如图6所示，倾斜磁极中的磁力线会在铁芯端部出现一个弯曲。如果构成u形铁芯11的硅钢带是平行于u形表面的平面叠层结构，铁芯端部的磁力线就会有垂直于硅钢片平面的分量，从而增加涡流损耗。而缠绕加工的u形磁极11的硅钢带垂直于u形表面，因此铁芯端部的磁力线的曲线始终在同一片硅钢片平面内部，涡流损耗较小。

2)u形铁芯11的缠绕加工方便快速，容易实现半自动化生产。

用传统的平面叠压工艺制造磁极铁芯时，需要经过硅钢片裁片、冲压、清洗、叠压、浸漆、二次清洗共六道工序，其中除冲压工序外全部为手工工序。因此平面叠压工艺制造磁极铁芯消耗的工时较多，且难以实现自动化或半自动化生产。u形磁极铁芯可以采用缠绕工艺制造，需要经过预制硅钢带、缠绕、浸漆、切割、清洗共五道工序，其中只有浸漆和清洗工序必须手工完成。因此u形磁极铁芯的制造所需工时较少，且很容易实现半自动化生产。

3)不需要冲压，无模具无边角料，硅钢片材料利用率高。

u形磁极铁芯的制造过程中，由于没有冲压工序，所以无需制造冲压模具的成本。同时由于硅钢带形状规则，所以预制硅钢带的过程中可以几乎不出现边角料。而后继工序中只有在讲矩形铁芯切割为两个u形铁芯时需要切除铁芯端部的一个角。因此u形磁极铁芯制造过程中的硅钢片材料利用率可以达到95％左右。相比之下冲压制造u形硅钢片的材料利用率只有75％左右。

4)铁芯端部为直线段，可以直接插入预制线圈，工艺简单、工时少。

由于铁芯端部呈直线，因此励磁线圈可以与铁芯分开制造。励磁线圈可以在与铁芯宽度厚度相同的、旋转的矩形工装上缠绕制造，然后两个一对直接套装到铁芯的直线段上。因此u形磁极铁芯的线圈的缠绕工序同样可以半自动化，且可以与铁芯制造过程并行。这就使励磁线圈的制造工艺更简单、工时更短，便于批量化生产。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种倾斜磁极磁轴承的U形磁极结构，包括U形铁芯和励磁线圈，两所述励磁线圈套设在U形铁芯的两侧边上。磁力线不会穿过硅钢片，减少涡流损耗；U形铁芯的缠绕加工方便快速，容易实现半自动化生产；不需要冲压，无模具无边角料，硅钢片材料利用率高；铁芯端部为直线段，可以直接插入预制线圈，工艺简单、工时少。

技术研发人员：胡思宁;李健;吴立华;董继勇
受保护的技术使用者：南京磁谷科技有限公司
技术研发日：2017.08.29
技术公布日：2017.11.07