磁性軸承和其制造方法以及包括該磁性軸承的旋轉裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種磁性軸承。本發明還涉及一種包括這樣的磁性軸承的旋轉裝置。本發明還涉及一種用于制造這樣的磁性軸承的方法。
【背景技術】
[0002]以已知的方式，磁性軸承可以集成到旋轉裝置，諸如飛輪、渦輪分子栗、渦輪膨脹機、渦輪壓縮機、鼓風機、主軸、冷卻器等。例如，飛輪被設計用來存儲旋轉能量。配備有傳統軸承的飛輪的旋轉速率被限制到幾千RPM(revolut1ns per minute，每分鐘轉數)，而安裝有磁性軸承的飛輪可達到十萬RPM。
[0003]W0-A-2008/039256公開了磁性軸承的一個例子，其包括屬于同一中心自組件的致動器和傳感器。磁性軸承還包括布置在中心子組件的兩側上的兩個支撐板。由電磁體形成的致動器被設計為支撐和定位旋轉設備，諸如旋轉軸。傳感器被設計為控制致動器的操作。磁性軸承還包括用于傳輸能量或信號的電線。
[0004]今天，磁性軸承的不同組成部分的裝配是手動完成的。通常，磁性致動器和傳感器包括由銅線制成并卷繞在線圈保持器上的磁性線圈。用于制造這樣的磁性軸承的方法包括手動操作。磁性線圈被手動地卷繞在線圈保持器上。此外，磁性線圈之間的電連接是手動完成的。因此，這些方法用來制造磁性軸承的勞動時間和成本都不能完全令人滿意，特別是對于高產量來說。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種改進的磁性軸承。
[0006]為此目的，本發明涉及一種適合于裝配旋轉裝置的磁性軸承。根據本發明中，磁性軸承包括:設有磁性基部和安裝在該磁性基部上的至少三個致動器線軸(bobbins)的致動器子組件，和設有與致動器線軸相關聯的至少三個磁性傳感器的傳感器子組件。此外，在致動器子組件和傳感器子組件中的至少一個子組件包括安裝在一起的至少三個扇區。此外，每個扇區包括:當扇區屬于致動器子組件時的至少一個致動器線軸，或當扇區屬于傳感器子組件時的至少一個磁性傳感器。
[0007]由于本發明，制造磁性軸承的勞動時間和成本被降低。磁性軸承具有模塊化結構，這使得其制造過程更簡單并且更迅速。由于子組件中的至少一個包括多個扇區，磁性系統的安裝更容易并且可以自動化。與手動組裝相比，自動卷繞減少了制造磁性軸承的勞動時間，并增加了高產量的可行性。與單疊片堆疊相比，線軸可以更大，從而增加了磁性軸承的負載能力。
[0008]根據本發明有利但不是強制性的其它方面，這樣的磁性軸承可包括以下特征中的一個或幾個:
[0009]-致動器子組件包括安裝在一起的至少三個扇區，每個扇區包括至少一個致動器角(horn)和安裝在致動器角上的致動器線軸。
[0010]-致動器子組件包括安裝在一起的四個扇區，每個扇區圍繞磁性軸承的中心軸線延伸超過90度角。
[0011]-致動器子組件的每個扇區包括由單個部件制成在一起的兩個致動器角和安裝在致動器角上的兩個致動器線軸。
[0012]-每個磁性傳感器位于所述致動器子組件的兩個扇區之間的連接處。
[0013]-每個磁性傳感器介于磁性軸承的中心軸線與致動器子組件的扇區中的一個的中心之間。
[0014]-傳感器子組件包括安裝在一起的至少三個扇區并且每個包括至少一個磁性傳感器。
[0015]-傳感器子組件包括基部和中間支撐件，所述中間支撐件設有傳感器角并且緊固在基部與每個接收在傳感器角中的一個上的磁性傳感器之間。
[0016]-中間磁性支撐件包括主要部分和形成叉的兩個傳感器角。
[0017]-磁性軸承包括布置在致動器子組件的兩側上的兩個傳感器子組件。
[0018]-磁性軸承僅包括布置在致動器子組件的一側上的一個傳感器子組件。
[0019]-在磁性致動器和磁性傳感器之中的至少一個磁性系統共同包括:線圈保持器;卷繞在線圈保持器上的線圈；和，集成到線圈保持器并且設計用于插入至少一根導線的連接器設備。
[0020]-線圈保持器支撐單個線圈。特別地，致動器線軸的線圈保持器支撐單個線圈。
[0021]-線圈保持器包括兩個平行板和一個中心部分，所述線圈在兩平行板之間被卷繞在所述中心部分上。
[0022]-線圈保持器包括兩個橫向部分，其各自支撐一個線圈。特別地，磁性傳感器的線圈保持器支撐兩個線圈。
[0023]-線圈保持器的每個橫向部分包括兩個平行板和一個中心部分，線圈在兩平行板之間被卷繞在所述中心部分上。
[0024]-致動器線軸的線圈保持器包括凹部，其在線圈內延伸并且接收電磁體。
[0025]-磁性傳感器的線圈保持器包括凹部，其在線圈內延伸并且接收傳感器角。
[0026]-連接器設備是絕緣體位移連接器，其設計為接收并自動地約束至少一根導線
[0027]本發明還涉及一種包括上文提到的磁性軸承的旋轉裝置，例如飛輪、渦輪分子栗、渦輪膨脹機、渦輪壓縮機、鼓風機、主軸或冷卻器。
[0028]本發明還涉及一種用于制造上文提到的磁性軸承的方法。所述制造方法至少包括以下步驟:
[0029](a)制造致動器子組件；
[0030](b)制造傳感器子組件；和
[0031](C)組裝該致動器子組件和傳感器子組件，以形成磁性軸承。
[0032]根據本發明，在步驟(a)和/或在步驟(b)的過程中，至少設置三個扇區以形成致動器子組件或傳感器子組件，當該扇區屬于致動器子組件時，每個扇區包括至少一個磁性致動器，或者，當該扇區屬于傳感器子組件時，每個扇區包括至少一個磁性傳感器。
【附圖說明】
[0033]本發明現在將對應附圖進行解釋，其作為說明性示例，而沒有限制本發明的目的。在附圖中:
[0034]-圖1是根據本發明的徑向磁性軸承的透視圖；
[0035]-圖2是圖1的磁性軸承的分解透視圖，其包括致動器子組件、兩個傳感子組件(僅為其中一個呈現了傳感器)和印刷電路板；
[0036]-圖3是在組裝好的沒有傳感器和印刷電路板的磁性軸承以更大尺度的透視圖；
[0037]-圖4是圖3的磁性軸承沿箭頭IV的頂視圖；
[0038]-圖5是類似于圖4以更大尺度的視圖，其示出包括設有磁性致動器線軸的四個扇區的致動器子組件；
[0039]-圖6是類似于圖5以更大尺度的視圖，其僅示出致動器子組件的一個扇區；
[0040]-圖7是類似于圖4以更大尺度的視圖，其示出包括基部、中間磁性支撐件和磁性傳感器線軸的傳感器子組件；
[0041 ]-圖8是圖7的傳感器子組件的透視圖；
[0042]-圖9是磁性傳感器線軸和它的磁性支撐件沿圖8上的箭頭IX的頂視圖；和
[0043]-圖10是在圖9上示出的磁性傳感器線軸和它的磁性支撐件的透視圖。
【具體實施方式】
[0044]圖1至圖1O示出了根據本發明的磁性軸承I和它的構成元件。更精確地，圖1至圖1O示出了徑向作用磁性軸承I的靜態部分，而為簡單起見未示出轉子部分。
[0045]如圖1至圖4示，磁性軸承I定心在中心軸線Xl上，并且包括致動器子組件2、傳感器子組件4和印刷電路板6。磁性軸承I還包括設計用于容納元件2、4和6的蓋部分，其出于簡化目的而未呈現。磁性軸承I還包括用于傳送能量或信號的電線，其出于簡化目的而未呈現。磁性軸承I具有模塊化結構，這使得其制造過程更簡單并且更迅速。子組件2或3被構造為在磁性軸承I的內部形成磁回路