技术特征：
1.一种五自由度混合磁轴承，其特征在于，包括一对两个半自由度混合磁轴承，一对所述两个半自由度混合磁轴承中间设置间隙，一对所述两个半自由度混合磁轴承均以其中间空隙为轴，左右轴对称设置，每个所述两个半自由度混合磁轴承包括定子和转子，所述定子包括径向定子铁心（1）、永磁体（2）、轴向定子铁心（3）；所述径向定子铁心（1）沿其内圆周均匀分布2n个磁极，其中，n个磁极为控制磁极（4），其余n个磁极为分别嵌入了所述永磁体（2）的永磁磁极（5），n个所述控制磁极（4）与n个永磁磁极（5）间隔设置；n个控制磁极（4）上均绕制径向控制绕组（6）；所述轴向定子铁心（3）的内侧面沿圆周径向均匀分布2m块弧形控制铁心（7）；所述弧形控制铁心（7）上均绕制轴向控制绕组（8）；所述径向定子铁心（1）与轴向定子铁心（3）通过隔磁材料（16）相连；所述转子包括转子铁心（9）和转轴（10），所述转子铁心（9）与所述径向定子铁心（1）位置相对，且与2n个磁极形成径向气隙（11），与所述弧形控制铁心（7）形成轴向气隙（12），。2.根据权利要求1所述的五自由度混合磁轴承，其特征在于，所述控制磁极（4）圆周弧长是所述永磁磁极（5）的两倍，所述控制磁极（4）下的气隙偏置磁通密度为b
s
，则永磁磁极（5）下的偏置磁密为2b
s
。3.根据权利要求1所述的五自由度混合磁轴承，其特征在于，取n=4，4个所述控制磁极（4）上绕制的径向控制绕组（6）用于径向悬浮两自由度控制，相对的两极绕组反向串联或并联。4.根据权利要求1所述的五自由度混合磁轴承，其特征在于，取n=3，3个所述控制磁极（4）上绕制的径向控制绕组（6）用于径向两自由度悬浮控制，且连接为星型绕组。5.根据权利要求1所述的五自由度混合磁轴承，其特征在于，取m=1或2或3；2m块所述弧形控制铁心（7）上绕制的轴向控制绕组（8）用于轴向半自由度悬浮控制，在相对的两个绕组反向串联或反向并联之后串联或并联为一个绕组。6.根据权利要求1所述的五自由度混合磁轴承，其特征在于，n个所述永磁体（2）为块状结构，其充磁方向为沿径向同极性充磁。7.根据权利要求1所述的五自由度混合磁轴承，其特征在于，所述径向定子铁心（1）、轴向定子铁心（3）、转子铁心（9）均采用导磁性能的材料制成，所述永磁体（2）均为稀土永磁材料制成。
技术总结
本发明公开一种五自由度混合磁轴承，包括一对两个半自由度混合磁轴承，以中间设置的间隙为轴对称设置，每个两个半自由度混合磁轴承的定子包括径向定子铁心、永磁体、轴向定子铁心。径向定子铁心沿圆周分布N个控制磁极、N个嵌入了永磁体的永磁磁极，控制磁极上绕制径向控制绕组；轴向定子铁心的内侧面，且与转子铁心侧面相对部分分布2M块绕制轴向控制绕组的弧形控制铁心；径向定子铁心与轴向定子铁心通过隔磁材料相连；转子铁心与径向定子铁心位置相对，且与2N个磁极形成径向气隙，与2M个弧形控制铁心形成轴向气隙。本发明集成转子径向气隙和轴向单侧气隙可调功能于一体，径向悬浮力大，成对应用于支撑电机转子五自由度稳定悬浮。浮。浮。
技术研发人员：张涛 田涛 郭凯铭 殷辉 丁卫红 陈亚娟 李华
受保护的技术使用者：淮阴工学院
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2022/3/18