用于偏置补偿的推力磁轴承的制作方法
【专利说明】用于偏置补偿的推力磁轴承
[0001]发明背景
[0002](a)发明领域
[0003]本发明涉及用于偏置补偿的推力磁轴承，并且更具体地，涉及以下用于偏置补偿的推力磁轴承:其中环形永磁体和环形电磁体被布置为相对于悬浮构件(levitatedmember)面向彼此，并且永磁体形成为在轴向方向的其长度不对称，以从而通过永磁体在轴向方向的长度的不同来补偿偏置。
[0004](b)相关技术的描述
[0005]相关技术的一般轴承摩擦地彼此接触，并且从而，最小化摩擦接触的磁轴承已经普遍用于各个领域中。
[0006]如韩国专利公开公布第2009-0070178号(题为'Cylindrical SystemFor Measuring Displacement In Radial Direct1n of Magnetic Bearing UsingCapacitance And Method For Determining Fault Thereof，，，公布日期:2009.07.01)中公开的，具有强磁性的磁体或电磁体布置在旋转轴的圆周上，并且悬浮构件通过磁悬浮使旋转轴漂浮以充当轴承。
[0007]以上描述的磁轴承是有利的，在于:因为其不与轴或悬浮构件接触，所述消除了摩擦接触；并且因为其部件不磨损和损坏，所以获得其高耐用性并且产生较小噪音。
[0008]图1是图示其中悬浮构件仅由电磁体支撑的相关技术的现行的推力磁轴承的示例的视图。
[0009]图1中图示的现行推力磁轴承通过根据悬浮构件的位置调节供应至电磁线圈的电流的量来一致地维持悬浮构件的位置。
[0010]然而，在图1中图示的现行推力磁轴承中，由于偏置磁力需要预先施加至悬浮构件，所以应该连续供应恒定的偏置电流，引起降低效率的高能量损失并且引起过度的温度增加。
[0011]图2是图示其中电磁体连同永磁体一起来支撑悬浮构件的相关技术的混合推力磁轴承的示例的视图。
[0012]已经设计图2中图示的电磁体和永磁体被设置在一起的混合推力磁轴承以克服图1中图示的现行推力磁轴承的缺点。在混合推力磁轴承中，使用环形永磁体预先形成偏置磁力，并且通过调节应用至电磁体的电流的量来控制悬浮构件的位置。
[0013]在如图2中图示的电磁体和永磁体被设置在一起的混合推力磁轴承中，由于不需要用于偏置磁通量的电流供应，所以可以节省能量，并且温度增加是低的。
[0014]然而，如图3中图示的，在电磁体和永磁体被设置在一起的混合推力磁轴承中，在轴布置在纵向方向并且永磁体不可附接至转子特别地不可附接至由磁轴承支撑的转子的上表面的情况下，用于补偿重力的电流应该连续供应。
[0015]详细地，在转子以纵向方向布置并且由磁轴承支撑的情况下，通常，永磁体布置在转子的上表面上，以便通过利用永磁体的吸引力来补偿作用在转子上的重力。
[0016]然而，在比如叶轮附接至其上部部分的涡轮机的装置中，或者在比如叶片附接至其上部部分的离心分离器的装置中，用于补偿转子的重力的永磁体不可附接至转子的上部部分。
[0017]因此，为了解决此问题，电流应该连续供应，以补偿转子的重力，其导致大量的能量损失和显著的温度增加。
[0018]相关技术
[0019]专利文件
[0020](专利文件I)韩国专利公开公布第2009-0070178(题为'CylindricalSystemFor Measuring Displacement In Radial Direct1n of Magnetic Bearing UsingCapacitance And Method For Determining Fault Thereof，，，公布日期:2009.07.01)
[0021]此背景部分中公开的以上信息仅为了增进本发明的背景的理解，并且因此可包含不形成在本国对于本领域普通技术人员已经已知的现有技术的信息。
[0022]发明概述
[0023]本发明努力来提供具有作用吸引力的推力磁轴承，其中以垂直于旋转轴的方向突出的板状的悬浮构件通过环绕旋转轴的环形磁体单元而悬浮以支撑转子，其中磁体单元包括相对于悬浮构件彼此面向的环形永磁体和环形电磁体，并且永磁体形成为在轴向方向的其长度不对称，以从而由永磁体在轴向方向的长度的差异来补偿偏置。
[0024]本发明的示例性实施方案提供了其中通过使以垂直于旋转轴的方向突出的板状的悬浮构件能够借助于旋转轴漂浮来支撑转子的推力磁轴承，转子包括旋转轴，并且环形磁体单元环绕旋转轴，其中磁体单元包括:第一磁体单元，该第一磁体单元具有第一环形电磁体和第一环形永磁体，该第一环形电磁体设置在一个表面上且与悬浮构件间隔开预定距离，该第一环形永磁体设置在第一电磁体的一侧上；以及第二磁体单元，该第二磁体单元具有第二环形电磁体和第二环形永磁体，该第二环形电磁体设置在相对于悬浮构件在另一表面上的面向第一电磁体的位置中，该第二环形永磁体设置在面向第一永磁体的位置中。
[0025]第一永磁体可具有在轴向方向的长度Dl，第二永磁体可具有在轴向方向的长度D2，并且长度Dl和D2可以是不对称的。
[0026]磁体单元可以由选自碳、树脂、金属、多孔金属和金属网之中的至少一种材料形成。
[0027]用于偏置补偿的推力磁轴承还可以包括空间测量传感器，该空间测量传感器设置在磁体单元的一侧上，并且配置为测量设置在第一磁体单元和第二磁体单元之间的空间中的悬浮构件、第一磁体单元和第二磁体单元之间的空间。
[0028]根据本发明的示例性实施方案，在其中以垂直于旋转轴的方向突出的板状的悬浮构件通过环绕旋转轴的环形磁体单元来悬浮以支撑转子的具有作用吸引力的推力磁轴承中，由于磁体单元包括相对于悬浮构件彼此面向的环形永磁体和电磁体，所以用于偏置磁通量的电流供应不是必需的，这节省了能量且降低了温度增加。
[0029]而且，在根据本发明的示例性实施方案的推力磁轴承中，由于永磁体形成为在轴向方向长度不对称，所以通过轴向方向的长度的差异导致的吸引力可以足以起作用来补偿偏置。
[0030]此外，在根据本发明的示例性实施方案的推力磁轴承中，在磁轴承支撑包括以纵向方向形成的轴的竖直转子的情况下，相对于悬浮构件布置在上部部分中的永磁体的长度被设置为大于相对于悬浮构件布置在下部部分中的永磁体的长度，借由此，通过轴向方向的长度的差异，吸引力在向上的方向上起作用，以补偿转子的重力。
[0031]而且，由于转子的重力通过实现通过永磁体在轴向方向的长度的差异使吸引力在向上的方向上起作用来补偿，所以不需要连续供应电流以用于补偿重力，其导致能量损失的减少并且防止显著的温度增加。
[0032]发明简述
[0033]图1是图示相关技术电磁体推力磁轴承的视图。
[0034]图2是图示包括永磁体的相关技术电磁体推力磁轴承的视图。
[0035]图3是图示其中永磁体不可设置在其上部部分中的相关技术转子的视图。
[0036]图4是图示根据本发明的示例性实施方案的用于偏置补偿的推力磁轴承的视图。
[0037]图5是图示根据本发明的示例性实施方案的用于偏置补偿的推力磁轴承的示例的视图。
[0038]符号的描述
[0039]1000:用于偏置补偿的推力磁轴承
[0040]100:磁体单元
[0041]110:第一磁体单元
[0042]120:第二磁体单元
[0043]11:电磁体
[0044]11-1:第一电磁体
[0045]11-2:第二电磁体
[0046]12:永磁体
[0047]12-1:第一永磁体
[0048]12-2:第二永磁体
[0049]Dl:第一永磁体在轴向方向的长度
[0050]D2:第二永磁体在轴向方向的长度
[0051]1:基于电磁体的磁通量
[0052]2:基于永磁体的磁通量
[0053]200:转子
[0054]210:旋转轴
[0055]220:悬浮构件
[0056]实施方案的详细描述
[0057]其后，将参考附图详细描述根据本发明的示例性实施方案的用于偏置补偿的推力磁轴承。
[0058]说明书和权利要求中使用的术语或措辞不应被限制和解释为通常含义或字典含义，并且应被解释为基于发明人可以适当界定每个术语的概念以便以最佳方式描述本发明的原则的根据本发明的技术精神的含义和概念。
[0059]本公开中描述的示例性实施方案和附图中图示的构型仅仅是本发明的最优选实施方案，而不是表示本发明的所有技术概念，所以本发明意在涵盖在递交本发明的时候包括在本发明的精神和范围中的所有修改、相似之处和可选择方案。
[0060]图1是图示相关技术领域的电磁推力磁轴承的视图，图2是图示包括永磁体的相关技术领域的电磁推