蒋汝根，赵旭升

(南京化工职业技术学院，南京210048)

0 引 言

永磁偏置磁轴承利用永磁体产生偏置磁通，磁轴承的励磁功耗得以降低，重量体积均有所减少，系统可靠性得以提高，使其在储能飞轮、动量飞轮等高速场合具有广阔的应用前景［1－7］。永磁偏置轴向磁轴承虽然只控制转子铁心一个自由度悬浮，但其结构简单、控制方便，能较为灵活的与其它型磁轴承构成五自由度磁悬浮系统［8－9］。

本文提出了一种轴向磁路与径向完全解耦的新型结构永磁偏置轴向磁轴承，悬浮性能优良，控制方便。

1 轴向磁轴承的结构及原理分析

1.1 轴向磁轴承的结构分析

新型永磁偏置轴向磁轴承结构如图1 所示，其由导磁体、轴向充磁的环形永磁体、转子铁心、隔磁体、轴向控制绕组、轴向定子等构成。其中，轴向充磁的环形永磁体置于隔磁体和导磁体之间，其外端与隔磁体的内侧相连。隔磁体由非导磁材料制成，导磁体由实心软磁材料制成，由实心软磁材料制成的轴向定子上绕有控制绕组，同样由实心软磁材料制成的薄片状圆盘转子铁心套装在转轴上。

图1 磁轴承结构示意图及磁路图

1.2 轴向磁轴承的原理分析

图1 中同时标明了新型永磁偏置轴向磁轴承的磁路图。经转子铁心、轴向定子、导磁体、轴向气隙闭合的是偏置磁通(图1 中的实线)。轴向控制磁通则经转子铁心、轴向定子、轴向气隙闭合(图1 中的虚线)。从图1 可见，偏置磁通、控制磁通与径向完全解耦，转子铁心主要作为偏置磁路，可制成薄片状圆盘，有利于缩短磁轴承的轴向长度，转子的临界转速得以提高，也有利于缩短控制磁路，励磁损耗得以降低。……