(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211050196.6 (22)申请日 2022.08.31 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115130252 A (43)申请公布日 2022.09.30 (73)专利权人 山东天瑞重 工有限公司 地址 261061 山东省潍坊市高新区银通 街 6699号 (72)发明人 李永胜　赵明师　张海刚　何小宏　 李致宇　刘辉　 (74)专利代理 机构 北京名华博信知识产权代理 有限公司 1 1453 专利代理师 刘馨月 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01)G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 106981940 A,2017.07.25 CN 10716 5936 A,2017.09.15 CN 105114457 A,2015.12.02 CN 111832127 A,2020.10.27 CN 10131 1571 A,20 08.11.26 US 20162 26329 A1,2016.08.04 US 2004150278 A1,20 04.08.05 审查员 金霞 (54)发明名称 一种径向磁轴承的设计方法、 径向磁轴承 (57)摘要 本公开提供了一种径向磁轴承的设计方法、 径向磁轴承。 径向磁轴承的设计方法包括： 根据 径向磁轴承的设计参数， 确定径向磁轴承的定子 绕组中偏 置绕组的匝数和控制绕组的匝数包括： 根据径向磁轴承的第一设计参数确定定子绕组 的总匝数， 根据径向磁轴承的第二设计参数和径 向磁轴承的定子铁芯的磁化性能参数， 确定偏置 绕组的匝数， 基于定子绕组的总匝数与偏置绕组 的匝数计算控制绕组的匝数； 在径向磁轴承的定 子铁芯上， 根据偏置绕组的匝数和控制绕组的匝 数分别进行绕制， 形成相互独立的控制绕组和偏 置绕组。 基于本公开提供的径向磁轴承的设计方 法所设计的径向磁轴承， 不仅能够实现快速动态 响应， 还能够保证径向磁轴承在 使用过程中的控 制精度。 权利要求书2页 说明书10页 附图2页 CN 115130252 B 2022.12.13 CN 115130252 B 1.一种径向磁轴承的设计方法， 其特 征在于， 所述径向磁轴承的设计方法包括： 根据所述径向磁轴承的设计参数， 确定所述径向磁轴承的定子绕组中偏置 绕组的匝数 和控制绕组的匝数， 包括： 根据所述径向磁轴承的第一设计参数， 确定所述定子绕组的总匝 数， 所述第一设计参数包括所述定子绕组的最大电流密度、 所述定子绕组的绕组高度、 所述 定子绕组的绕组腔宽度和所述定子绕组的绕组腔的定子槽满率； 根据所述径向磁轴承的第 二设计参数和所述径向磁轴承的定子铁芯的磁化性能参数， 确定所述偏置绕组的匝数， 所 述第二设计参数包括： 所述径向磁轴承的磁轴承平衡位置的气隙长度， 所述径向磁轴承的 定子铁芯磁化性能参数包括： 所述定子铁芯的软磁材料饱和磁密度； 基于所述定子绕组的 总匝数与所述偏 置绕组的匝数， 计算所述控制绕组的匝数； 其中， 根据所述径向磁轴承的第 一设计参数， 确定所述定子绕组的总匝数包括： 基于所述定子绕组的最大电流密度、 所述定 子绕组的绕组高度、 所述定子绕组的绕组腔宽度和所述定子绕组的绕组腔的定子槽满率， 建立定子绕组匝数模 型； 根据所述定子绕组匝数模 型， 确定所述定子绕组的总匝数范围； 按 照预设规则， 在所述定子绕组的总匝数范围中选取所述定子绕组的最优总匝数， 作为所述 定子绕组的总匝数； 所述定 子绕组匝数模型包括： ， 其中，Nb为所述偏置绕组的匝数； Nc为所述控制绕组的匝数； λ为所述定子绕组的绕组腔 的定子槽满率； Sw为所述定子 绕组的绕组腔面积， 定子绕组 的绕组腔面积 Sw=定子绕组的绕 组高度hw×定子绕组的绕组腔宽度 bw；Imax为所述定子绕组的导线允许通入的最 大电流；Jmax 为所述定 子绕组的最大电流密度； 在所述径向磁轴 承的定子铁芯上， 根据所述偏置绕组的匝数和所述控制绕组 的匝数分 别进行绕制， 形成相互独立的控制绕组和偏置绕组。 2.根据权利要求1所述的径向磁轴承的设计方法， 其特征在于， 根据所述径向磁轴承的 第二设计参数和所述径向磁轴承的定子铁芯磁化性能参数， 确定所述偏置绕组的匝数， 包 括： 基于所述径向磁轴承的磁轴承平衡位置的气隙长度和所述定子铁芯的软磁材料饱和 磁密度， 建立偏置绕组匝数模型； 根据所述偏置绕组匝数模型， 计算所述偏置绕组的匝数。 3.根据权利要求2所述的径向磁轴承的设计方法， 其特征在于， 所述偏置 绕组匝数模型 包括： ， 其中，Nb为所述偏置绕组的匝数； Bs为所述定子铁芯的软磁材料饱和磁密度； g为所述磁 轴承平衡位置的气隙长度； μ0为真空磁导率； Imax为所述定子绕组的导线 允许通入的最大电 流。 4.根据权利要求1所述的径向磁轴承的设计方法， 其特征在于， 基于所述定子绕组的总 匝数与所述偏置绕组的匝数， 计算所述控制绕组的匝数， 包括： 按照预设 关系式计算所述控制绕组的匝数， 所述预设 关系式为 Nc=N总‑Nb；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115130252 B 2其中，N总为所述定子绕组的总匝数； Nb为所述偏置绕组的匝数； Nc为所述控制绕组的匝 数。 5.一种径向磁轴承， 其特征在于， 所述径向磁轴承采用如权利要求1 ‑4中任意一项所述 径向磁轴承的设计方法； 所述径向磁轴承 包括： 转子套筒； 定子组件， 包括： 绕所述 转子套筒外周面呈周向分布设置的定 子铁芯； 定子绕组， 包括： 控制绕组， 所述控制绕组设置在所述定子铁芯上， 且所述控制绕组位 于所述定子铁芯的远离所述转子套筒的一侧； 偏置绕组， 所述偏置绕组设置在所述定子铁 芯上， 且所述偏置绕组位于所述定 子铁芯的靠 近所述转子套筒的一侧。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115130252 B 3