TWI843331B - 磁懸浮裝置以及轉子位置調節方法 - Google Patents

Abstract

一種磁懸浮裝置以及一種轉子位置調節方法。該磁懸浮裝置包括轉子和定子。定子圍繞轉子設置或者轉子圍繞定子設置，定子包括永磁定子主體、第一磁性定子基片和第二磁性定子基片，並且在定子的軸向方向上永磁定子主體被夾置在第一磁性定子基片和第二磁性定子基片之間。第一磁性定子基片包括第一基片主體以及自第一基片主體朝向轉子突起的第一突出部和第二突出部，第一突出部上纏繞有第一磁懸浮線圈，第二突出部上纏繞有第二磁懸浮線圈，在定子的軸向方向上第一突出部高於第二突出部以使得第一突出部和第一磁懸浮線圈對轉子施加沿軸向方向向上的力而第二突出部和第二磁懸浮線圈對轉子施加沿軸向方向向下的力。

Description

磁懸浮裝置以及轉子位置調節方法

本公開至少一實施例涉及磁懸浮技術領域，尤其涉及一種磁懸浮裝置以及一種轉子位置調節方法。

相關申請的交叉引用 出於所有目的，本申請基於並且要求於2021年12月21日遞交的中國專利申請第202111574244.7號的優先權，在此全文引用上述中國專利申請公開的內容以作為本申請的一部分。

懸浮技術主要包括磁懸浮、光懸浮、聲懸浮、氣流懸浮、電懸浮、粒子束懸浮等，其中磁懸浮技術已經發展得比較成熟。在磁懸浮技術中，定子與轉子之間的磁相互作用力使得轉子懸浮並均勻地旋轉，轉子與定子之間無接觸、無機械摩擦以使得磁懸浮技術尤其適用於對潔淨度要求高的場合。

根據本公開的實施例，提供一種磁懸浮裝置。該磁懸浮裝置包括：轉子；定子，其中，所述定子圍繞所述轉子設置或者所述轉子圍繞所述定子設置，所述定子包括永磁定子主體、第一磁性定子基片和第二磁性定子基片，並且在所述定子的軸向方向上所述永磁定子主體被夾置在所述第一磁性定子基片和所述第二磁性定子基片之間。所述第一磁性定子基片包括第一基片主體以及自所述第一基片主體朝向所述轉子突起的第一突出部和第二突出部，所述第一突出部上纏繞有第一磁懸浮線圈，所述第二突出部上纏繞有第二磁懸浮線圈，在所述定子的軸向方向上所述第一突出部高於所述第二突出部以使得所述第一突出部和所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加沿所述軸向方向向上的力而所述第二突出部和所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加沿所述軸向方向向下的力。

例如，所述在所述定子的軸向方向上所述第一突出部高於所述第二突出部，包括以下情形之一：（1）在所述定子的軸向方向上，所述第一突出部的上表面高於所述第二突出部的上表面，並且所述第一突出部的下表面高於所述第二突出部的上表面；（2）在所述定子的軸向方向上，所述第一突出部的上表面高於所述第二突出部的上表面，並且所述第一突出部的下表面與所述第二突出部的上表面等高；以及（3）在所述定子的軸向方向上，所述第一突出部的上表面高於所述第二突出部的上表面，並且所述第一突出部的下表面位於所述第二突出部的上表面與所述第二突出部的下表面之間。

例如，所述轉子包括轉子主體以及從所述轉子主體朝向所述定子突出的第一凸緣和第二凸緣，所述第一凸緣對應於所述第一磁性定子基片，所述第二凸緣對應於所述第二磁性定子基片；在所述轉子的初始懸浮狀態下，在所述定子的軸向方向上所述第一凸緣的中線與所述第一突出部的上表面與所述第二突出部的下表面之間的間距的中線大體齊平；在所述第一突出部和所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向上的力大於所述第二突出部和所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向下的力的情況下，所述轉子自所述初始懸浮狀態沿所述定子的軸向方向向上移動；並且在所述第一突出部和所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向上的力小於所述第二突出部和所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向下的力的情況下，所述轉子自所述初始懸浮狀態沿所述定子的軸向方向向下移動。

例如，在所述定子的軸向方向上，所述第一突出部和所述第二突出部的每個的厚度不小於所述第一凸緣的厚度。

例如，所述第一磁性定子基片包括多個所述第一突出部和多個所述第二突出部；並且所述第一基片主體具有圓形內邊緣，多個所述第一突出部和多個所述第二突出部沿所述圓形內邊緣的周向設置。

例如，多個所述第一突出部沿所述圓形內邊緣的周向的尺寸彼此相等，並且多個所述第二突出部沿所述圓形內邊緣的周向的尺寸彼此相等。

例如，相鄰的兩個所述第一突出部之間設置有一個所述第二突出部，相鄰的兩個所述第二突出部之間設置有一個所述第一突出部；多個所述第一突出部的數量等於多個所述第二突出部的數量；並且多個所述第一突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置，且多個所述第二突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置。

例如，多個所述第一突出部的每個沿所述圓形內邊緣的周向的尺寸等於多個所述第二突出部的每個沿所述圓形內邊緣的周向的尺寸。

例如，相鄰的兩個所述第一突出部之間設置有一組所述第二突出部，相鄰的兩組所述第二突出部之間設置有一個所述第一突出部；一組所述第二突出部包括N個所述第二突出部，N≥2；所述第二突出部的數量是所述第一突出部的數量的N倍；並且多個所述第一突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置，多組所述第二突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置。

例如，相鄰的兩個所述第二突出部之間設置有一組所述第一突出部，相鄰的兩組所述第一突出部之間設置有一個所述第二突出部；一組所述第一突出部包括M個所述第一突出部，M≥2；所述第一突出部的數量是所述第二突出部的數量的M倍；並且多組所述第一突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置，多個所述第二突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置。

例如，相鄰的兩組所述第一突出部之間設置有一組所述第二突出部，相鄰的兩組所述第二突出部之間設置有一組所述第一突出部；一組所述第二突出部包括N個所述第二突出部，N≥2，一組所述第一突出部包括M個所述第一突出部，M≥2，N等於或者不等於M；並且多組所述第一突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置，多組所述第二突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置。

例如，在所述定子的軸向方向上，所述第一突出部的厚度等於所述第二突出部的厚度。

例如，在所述定子的軸向方向上，所述第一突出部和所述第二突出部不重疊。

例如，所述第一磁性定子基片包括第一子基片和第二子基片，所述第一子基片包括所述第一突出部，所述第二子基片包括所述第二突出部，在所述定子的軸向方向上所述第一子基片堆疊在所述第二子基片上以使得在所述定子的軸向方向上所述第一突出部高於所述第二突出部。

例如，包括所述第一突出部的所述第一子基片的形狀和尺寸與包括所述第二突出部的所述第二子基片的形狀和尺寸均相同。

例如，所述第一基片主體具有圓形內邊緣；所述第一突出部的內邊緣為第一弧形，所述第二突出部的內邊緣為第二弧形，所述第一弧形是第一圓形的一部分，所述第二弧形是第二圓形的一部分；所述第一圓形和所述第二圓形均為所述圓形內邊緣的同心圓。

例如，所述第一圓形的尺寸等於所述第二圓形的尺寸。

例如，所述第二磁性定子基片包括第二基片主體以及從所述第二基片主體朝向所述轉子突起的多個齒部，每個齒部上纏繞有磁旋轉線圈。

例如，所述第二基片主體上纏繞有附加磁懸浮線圈，該附加磁懸浮線圈比所述磁旋轉線圈遠離所述轉子。

例如，所述第二磁性定子基片還包括自所述第二基片主體朝向所述轉子突起的第三突出部和第四突出部，所述第三突出部上纏繞有所述第三磁懸浮線圈，所述第四突出部上纏繞有第四磁懸浮線圈，所述第三磁懸浮線圈和所述第四磁懸浮線圈用作所述附加磁懸浮線圈，在所述定子的所述軸向方向上所述第三突出部高於所述第四突出部，以使得所述第三突出部以及第三磁懸浮線圈對所述轉子施加沿所述軸向方向向上的力而所述第四突出部和所述第四磁懸浮線圈對所述轉子施加沿所述軸向方向向下的力。

例如，所述第一磁性定子基片包括從所述第一基片主體朝向所述轉子突起的多個齒部，每個齒部上纏繞有附加磁旋轉線圈，所述第一磁懸浮線圈和所述第二磁懸浮線圈比所述附加磁旋轉線圈遠離所述轉子。

例如，所述第一突出部的內邊緣以及所述第二突出部的內邊緣分別設置有所述多個齒部的一部分。

例如，所述第一磁性定子基片包括第一子基片、第二子基片和第三子基片，所述第一子基片包括所述第一突出部，所述第二子基片包括所述第二突出部，所述第三子基片包括所述多個齒部，在所述定子的軸向方向上所述第一子基片堆疊在所述第二子基片上以使得在所述定子的軸向方向上所述第一突出部高於所述第二突出部，並且在所述定子的軸向方向上所述第三子基片夾置在所述第一子基片和所述第二子基片之間。

例如，在所述定子的軸向方向上，所述第一磁性定子基片位於所述第二磁性定子基片的下方。

根據本公開實施例，提供一種轉子位置調節方法，用於調節如上所述的磁懸浮裝置的所述轉子在所述定子的軸向方向上的位置，該方法包括：向所述第一磁懸浮線圈施加第一電流並向所述第二磁懸浮線圈施加第二電流； 控制所述第一電流以控制所述第一突出部和所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向上的力的大小；以及控制所述第二電流以控制所述第二突出部和所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向下的力的大小。

例如，所述方法還包括：增大所述第一電流和/或減小所述第二電流，以使得所述第一突出部和所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向上的力大於所述第二突出部和所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向下的力，所述轉子受到的合力向上從而沿所述定子的軸向方向向上移動；以及減小所述第一電流和/或增大所述第二電流，以使得所述第一突出部和所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向上的力小於所述第二突出部和所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向下的力，所述轉子受到的合力向下從而沿所述定子的軸向方向向下移動。

例如，所述第一磁性定子基片包括多個所述第一突出部和多個所述第二突出部；所述第一基片主體具有圓形內邊緣，多個所述第一突出部和多個所述第二突出部沿該圓形內邊緣的周向設置；所述方法包括：增大施加至多個所述第一磁懸浮線圈的所述第一電流的總和和/或減小施加至多個所述第二磁懸浮線圈的所述第二電流的總和，以使得多個所述第一突出部和多個所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向上的力大於多個所述第二突出部和多個所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向下的力，所述轉子受到的合力向上從而沿所述定子的軸向方向向上移動；以及減小施加至多個所述第一磁懸浮線圈的所述第一電流的總和和/或增大施加至多個所述第二磁懸浮線圈的所述第二電流的總和，以使得多個所述第一突出部和多個所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向上的力小於多個所述第二突出部和多個所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向下的力，所述轉子受到的合力向下從而沿所述定子的軸向方向向下移動。

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例的附圖，對本發明實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於所描述的本發明的實施例，本發明所屬技術領域具有通常知識者在無需進步性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。

除非另作定義，此處使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬技術領域具有通常知識者所理解的通常意義。本發明專利申請說明書以及請求項書中使用的「第一」、「第二」以及類似的詞語並不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區分不同的組成部分。「包括」或者「包含」等類似的詞語意指出現該詞前面的元件或者物件涵蓋出現在該詞後面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。「內」、「外」、「上」、「下」等僅用於表示相對位置關係，當被描述對象的絕對位置改變後，則該相對位置關係也可能相應地改變。

本公開中的附圖並不是嚴格按實際比例繪製，各個結構的具體地尺寸和數量可根據實際需要進行確定。本公開中所描述的附圖僅是示意圖。

本公開實施例提供一種磁懸浮裝置以及一種轉子位置調節方法，能夠在定子的軸向方向上根據實際需要簡單、靈活、準確地調節轉子的位置，提高了磁懸浮裝置的可控性並且使得磁懸浮裝置具有更廣闊的應用前景。

圖1A 是根據本公開實施例的一種磁懸浮裝置的爆炸結構示意圖；並且圖1B是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第一磁性定子基片的立體結構示意圖一。參照圖1A和圖1B，根據公開實施例的磁懸浮裝置包括轉子1和定子2，定子2圍繞轉子1設置或者轉子1圍繞定子2設置；定子2包括永磁定子主體20、第一磁性定子基片21和第二磁性定子基片22，並且在定子2的軸向方向Z上永磁定子主體20被夾置在第一磁性定子基片21和第二磁性定子基片22之間；第一磁性定子基片21包括第一基片主體210以及自第一基片主體210朝向轉子1突起的第一突出部211和第二突出部212，第一突出部211上纏繞有第一磁懸浮線圈211c，第二突出部212上纏繞有第二磁懸浮線圈212c，在定子的軸向方向Z上第一突出部211高於第二突出部212以使得第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加沿軸向方向Z向上的力而第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加沿軸向方向Z向下的力。

需要說明的是，為了圖示方便，在所有附圖中均示出的是定子2圍繞轉子1設置的情形；然而，除非有相反說明，本公開實施例的描述也均適用於轉子1圍繞定子2的情形。

例如，第一磁懸浮線圈211c中通有第一電流，第二磁懸浮線圈212c中通有第二電流；在第一磁懸浮線圈211c和第一突出部211以及第二磁懸浮線圈212c和第二突出部212的作用下轉子1實現懸浮。

例如，根據本公開的實施例，定子2與轉子1彼此間隔開；進一步地，例如在轉子1的穩定懸浮狀態下轉子1與定子2彼此間隔開以使得轉子1與定子2彼此不接觸，從而避免機械摩擦帶來的發熱、污染等一系列問題。例如，在定子2與轉子1彼此間隔開的情形下，在定子2與轉子1之間的間隙中可以根據需要設置其他結構，也可以不設置其他結構而使得定子2與轉子1僅通過空氣氣隙而彼此間隔開。

例如，參照圖1A，在定子2的軸向方向Z上，第一磁性定子基片21位於第二磁性定子基片22的下方。然而，本公開實施例不局限於此，在定子2的軸向方向Z上，第一磁性定子基片21也可以位於第二磁性定子基片22的上方。通常，在磁懸浮裝置的上方根據實際應用環境需要設置其他結構；為了設置方便，更希望在定子2的軸向方向Z上第一磁性定子基片21位於第二磁性定子基片22的下方。

需要說明的是，為了方便理解，圖1A是根據本公開實施例的磁懸浮裝置的爆炸結構示意圖；在實際結構中，第一磁性定子基片21和第二磁性定子基片22分別與永磁定子主體20直接接觸並固定到永磁定子主體20，轉子1容放在第一磁性定子基片21、永磁定子主體20以及第二磁性定子基片22共同限定的容放腔內或者第一磁性定子基片21、永磁定子主體20以及第二磁性定子基片22一起容放在轉子1限定的容放腔內，以使得磁懸浮裝置整體上呈扁平形狀。

例如，第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加沿軸向方向Z向上的力是指第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加的力具有沿軸向方向Z向上的分量而不具有沿軸向方向Z向下的分量；進一步地，例如，第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加的力除具有沿軸向方向Z向上的分量之外還具有沿定子2的徑向的分量。例如，在設置多個第一突出部211的情形下，多個第一突出部211及多個第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加的力的沿軸向方向Z向上的分量形成沿軸向方向Z向上的合力。例如，在設置多個第一突出部211的情形下，多個第一突出部211及多個第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加的力的沿定子2的徑向的分量彼此抵消以使得轉子1在定子2的徑向上處於平衡狀態。

例如，第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加沿軸向方向Z向下的力是指第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加的力具有沿軸向方向Z向下的分量而不具有沿軸向方向Z向上的分量；進一步地，例如，第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加的力除具有沿軸向方向Z向下分量之外還具有沿定子2的徑向的分量。例如，在設置多個第二突出部212的情形下，多個第二突出部212及多個第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加的力的沿軸向方向Z向下的分量形成沿軸向方向Z向下的合力。例如，在設置多個第二突出部212的情形下，多個第二突出部212及多個第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加的力的沿定子2的徑向的分量彼此抵消以使得轉子1在定子2的徑向上處於平衡狀態。

根據本公開的實施例，第一磁性定子基片21包括第一基片主體210以及自第一基片主體210朝向轉子1突起的第一突出部211和第二突出部212，在定子的軸向方向Z上第一突出部211高於第二突出部212以使得第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加沿軸向方向Z向上的力而第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加沿軸向方向Z向下的力，從而通過控制第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加的沿軸向方向Z向上的力與第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加的沿軸向方向Z向下的力之間的大小關係，即可在定子2的軸向方向Z上實現對轉子2位置的靈活調節。例如，第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加的沿軸向方向Z向上的力大於第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加的沿軸向方向Z向下的力，則轉子1沿軸向方向Z向上運動；第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加的沿軸向方向Z向上的力小於第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加的沿軸向方向Z向下的力，則轉子1沿軸向方向Z向下運動。例如，第一磁懸線圈211c中通有第一電流，第二磁懸浮線圈212c中通有第二電流。例如，增大第一電流和/或減小第二電流，以使得第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加的沿軸向方向Z向上的力大於第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加的沿軸向方向Z向下的力，轉子1沿定子2的軸向方向Z向上移動，移動的距離取決於第一電流的增大幅度和/或第二電流的減小幅度，第一電流的增大幅度越大和/或第二電流的減小幅度越大則向上移動的距離越大。例如，減小第一電流和/或增大第二電流，以使得第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加的沿軸向方向Z向上的力小於第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加的沿軸向方向Z向下的力，轉子1沿定子2的軸向方向Z向下移動，移動的距離取決於第一電流的減小幅度和/或第二電流的增大幅度，第一電流的減小幅度越大和/或第二電流的增大幅度越大則向下移動的距離越大。因此，在根據本公開實施例的磁懸浮裝置中能夠在定子2的軸向方向Z上根據實際需要簡單、靈活、準確地調節轉子1的位置，從而提高了磁懸浮裝置的可控性並且使得磁懸浮裝置具有更廣闊的應用前景。

例如，永磁定子主體20由永磁材料形成，永磁材料的示例包括但不限於釤鈷、釹鐵硼、鐵氧體。

例如，第一磁性定子基片21和第二磁性定子基片22均由磁性材料形成進一步地，例如該磁性材料為鐵磁材料；更進一步地，例如該鐵磁材料為磁導率遠大於真空磁導率的軟磁材料，其示例包括但不限於鐵、鈷、鎳及其合金、碳鋼、矽鋼、電工純鐵。

例如，參照圖1A和圖1B，第一突出部211和第二突出部212在定子2的軸向方向Z上不重疊，這樣一來可以避免纏繞在第一突出部211上的第一磁懸浮線圈211c和纏繞在第二突出部212上的第二磁懸浮線圈212c彼此重疊而導致第一磁性定子基片21沿軸向方向Z的厚度增大，從而導致整個磁懸浮裝置的厚度增大。也就是，第一突出部211和第二突出部212在定子2的軸向方向Z上不重疊，有利於減薄整個磁懸浮裝置。然而，需要說明的是，第一突出部211和第二突出部212在定子2的軸向方向Z上可以不重疊，也可以部分重疊，也可以完全重疊，均可以調節轉子1在軸向方向Z上的位置。

例如，繼續參照圖1A，磁懸浮裝置的轉子1包括轉子主體10以及從轉子主體10朝向定子2突出的第一凸緣11和第二凸緣12，第一凸緣11對應於第一磁性定子基片21，第二凸緣12對應於第二磁性定子基片22。例如，轉子1由磁性材料形成，磁性材料的示例包括但不限於永磁材料或者鐵磁材料。更進一步地，例如該鐵磁材料為磁導率遠大於真空磁導率的軟磁材料，其示例包括但不限於鐵、鈷、鎳及其合金、碳鋼、矽鋼、電工純鐵。永磁材料的示例包括但不限於釤鈷、釹鐵硼、鐵氧體。由於第一凸緣11對應於第一磁性定子基片21，因此第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加的沿軸向方向Z向上的力與第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加的沿軸向方向Z向下的力均直接作用在轉子1的第一凸緣11上，第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c以及第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c與第一凸緣11之間的相互作用使得轉子1懸浮。

圖2A、圖2B和圖2C分別是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中在定子的軸向方向Z上第一突出部211和第二突出部212之間的相對位置關係的示意圖。例如，如上所述的在定子2的軸向方向Z上第一突出部211高於第二突出部212，包括以下情形之一：（1）在定子2的軸向方向Z上，第一突出部211的上表面高於第二突出部212的上表面，並且第一突出部211的下表面高於第二突出部212的上表面，如圖2A所示；（2）在定子2的軸向方向Z上，第一突出部211的上表面高於第二突出部212的上表面，並且第一突出部211的下表面與第二突出部212的上表面等高，如圖2B所示；以及（3）在定子2的軸向方向Z上，第一突出部211的上表面高於第二突出部212的上表面，並且第一突出部211的下表面位於第二突出部212的上表面與第二突出部212的下表面之間，如圖2C所示。在圖2A、圖2B和圖2C所示的情形下，均可以實現第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加沿軸向方向Z向上的力而第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加沿軸向方向Z向下的力，從而在沿軸向方向Z向上的力以及沿軸向方向Z向下的力的綜合作用下對轉子沿軸向方向Z的位置進行調節和控制。

例如，為了更好地利用第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c以及第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1在軸向方向Z上的位置進行調節，期望轉子1在軸向方向Z上位於預定區域。繼續參照圖2A、2b和2c，其中進一步示出了在軸向方向Z上轉子1的第一凸緣11與第一突出部211和第二突出部212之間的相對位置關係。例如，在轉子1的初始懸浮狀態下，在定子2的軸向方向Z上轉子1的第一凸緣11的中線與第一突出部211的上表面與第二突出部212的下表面之間的間距D的中線大體齊平；在第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1（具體而言，對第一凸緣11）施加的沿軸向方向Z向上的力大於第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1（具體而言，對第一凸緣11）施加的沿軸向方向Z向下的力的情況下，轉子1自初始懸浮狀態沿軸向方向Z向上移動；在第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1（具體而言，對第一凸緣11）施加的沿軸向方向Z向上的力小於第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1（具體而言，對第一凸緣11）施加的沿軸向方向Z向下的力的情況下，轉子1自初始懸浮狀態沿軸向方向Z向下移動。例如，轉子1的初始懸浮狀態是指在第一磁懸浮線圈211c中通入第一電流且在第二磁懸浮線圈212c中通入第二電流而使得轉子1剛剛開始穩定懸浮時的狀態。例如，在轉子1的初始懸浮狀態下，第一磁懸浮線圈211c中通入的第一電流與第二磁懸浮線圈212c中通入的第二電流相同。

例如，進一步地，為了便於控制轉子1在軸向方向Z上位於預定區域以更好地利用第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c以及第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1在軸向方向Z上的位置進行調節，在定子2的軸向方向Z上，第一突出部211的厚度211t不小於第一凸緣11的厚度11t，第二突出部212的厚度212t不小於第一凸緣11的厚度11t。例如，參照圖2A，第一突出部211的厚度211t是第一突出部211在軸向方向Z上的尺寸，第二突出部212的厚度212t是第二突出部212在軸向方向Z上的尺寸，第一凸緣11的厚度11t是第一凸緣11t在軸向方向Z上的尺寸。

例如，為了加工製造以及控制方便，在定子2的軸向方向Z上，第一突出部211的厚度211t等於第二突出部212的厚度212t。然而，本公開實施例不局限於此，在定子2的軸向方向Z上，第一突出部211的厚度211t可以不等於第二突出部212的厚度212t。

需要說明的是，圖2A、圖2B和圖2C僅僅是為了示出第一突出部211、第二突出部212以及第一凸緣1在定子2的軸向方向Z上的相對位置關係的示意圖；在圖2A、圖2B和圖2C中，為了圖示方便，並沒有考慮第一突出部211、第二突出部212以及第一凸緣1在與軸向方向Z垂直的徑向方向上的排列方式。

圖1C是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第一磁性定子基片的立體結構示意圖二。例如，參照圖1B和圖1C，第一磁性定子基片21包括多個第一突出部211和多個第二突出部212；第一基片主體210具有圓形內邊緣210e，多個第一突出部211和多個第二突出部212沿該圓形內邊緣210e的周向設置。在設置多個第一突出部211和多個第二突出部212的情形下，可以有多個施力點向轉子1施加作用力，使得對轉子1的控制效果更好。例如，繼續參照圖1B和圖1C，多個第一突出部211沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸彼此相等，並且多個第二突出部212沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸彼此相等，以使得轉子1受力均勻。然而，本公開實施例不局限於此，多個第一突出部211沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸可以不相等，並且多個第一突出部212沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸也可以不相等，可以根據實際情況進行靈活設計。在多個第一突出部211沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸彼此相等並且多個第一突出部212沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸彼此相等的情形下，多個第一突出部211的每個沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸例如等於多個第二突出部212的每個沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸，如圖1B所示；多個第一突出部211的每個沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸例如不等於多個第二突出部212的每個沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸，如圖1C所示。

上面結合圖2A至圖2C描述了第一突出部211和第二突出部212在軸向方向Z上的設置方式，下面將結合圖3A至3c以及圖4至圖6描述第一突出部211和第二突出部212在第一基片主體210的周向方向上的設置方式。需要說明的是，在圖3A至3c以及圖4至圖6中，為了圖示方便，沒有考慮第一突出部211和第二突出部212的實際形狀，僅僅簡單地以實心圓代表第一突出部211並以空心圓代表第二突出部212。

例如，參照圖3A至3c，相鄰的兩個第一突出部211之間設置有一個第二突出部212，相鄰的兩個第二突出部212之間設置有一個第一突出部211；多個第一突出部211的數量等於多個第二突出部212的數量；並且多個第一突出部211沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向均勻設置，且多個第二突出部212沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向均勻設置。作為示例，在圖3A中示出了第一突出部211的數量和第二突出部212的數量均是2個，在圖3B中示出了第一突出部211的數量和第二突出部212的數量均是3個，在圖3C中示出了第一突出部211的數量和第二突出部212的數量均是4個；然而，本公開的實施例不局限於此，第一突出部211的數量和第二突出部212的數量可以根據需要任意設置。在圖3A至3c，多個第一突出部211和多個第二突出部212一一交替設置，多個第一突出部211沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向均勻設置，且多個第二突出部212沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向均勻設置，可以使轉子1在周向方向上均勻受力，從而對轉子1的控制效果更好。更進一步地，例如，多個第一突出部211和多個第二突出部212一起沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向均勻設置，使得轉子1在周向上的受力更加均勻。更進一步地，例如，多個第一突出部211的每個沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸等於多個第二突出部212的每個沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸，使得轉子1在周向上的受力更加均勻。然而，本公開實施例不局限於此，多個第一突出部211沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向可以不均勻設置，多個第二突出部212沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向可以不均勻設置，多個第一突出部211的每個沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸可以不等多個第二突出部212的每個沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸，多個第一突出部211沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸可以不相等，多個第二突出部212沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸可以不相等，在這些情形下任然可以調節轉子1在軸向方向Z上的位置。

例如，參照圖4，相鄰的兩個第一突出部211之間設置有一組第二突出部，相鄰的兩組第二突出部之間設置有一個第一突出部211；一組第二突出部包括N個第二突出部，N≥2；第二突出部212的數量是第一突出部211的數量的N倍；並且多個第一突出部211沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向均勻設置，多組第二突出部沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向均勻設置。例如，在圖4中，多個第一突出部211的每個沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸大於多個第二突出部212的每個沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸。

例如，參照圖5，相鄰的兩個第二突出部212之間設置有一組第一突出部，相鄰的兩組第一突出部之間設置有一個第二突出部212；一組第一突出部包括M個第一突出部211，M≥2；第一突出部211的數量是第二突出部212的數量的M倍；並且多組第一突出部沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向均勻設置，多個第二突出部212沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向均勻設置。例如，在圖5中，多個第一突出部211的每個沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸小於多個第二突出部212的每個沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸。

例如，參照圖6，相鄰的兩組第一突出部之間設置有一組第二突出部，相鄰的兩組第二突出部之間設置有一組第一突出部；一組第二突出部包括N個第二突出部212，N≥2，一組第一突出部包括M個第一突出部211，M≥2，N等於或者不等於M；並且多組第一突出部沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向均勻設置，多組第二突出部沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向均勻設置。例如，在圖6中，N等於M，且多個第一突出部211的每個沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸等於多個第二突出部212的每個沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸。

在圖4至圖6的情形下，均可以使得轉子1在周向上的受力均勻，提高對轉子1的控制效果。例如，在圖4至圖6中，多個第一突出部211沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸相等，多個第二突出部212沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸相等。然而，本公開實施例不局限於此，在圖4至圖6中，多個第一突出部211沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向可以不均勻設置，多組第二突出部沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向可以不均勻設置，多組第一突出部沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向可以不均勻設置，多個第二突出部212沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向可以不均勻設置，多個第一突出部211沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸可以不相等，多個第二突出部212沿第一基片主體210的圓形內邊緣210e的周向的尺寸可以不相等，在這些情形下仍然可以調節轉子1在軸向方向Z上的位置。

繼續參照圖1B，第一磁性定子基片21包括第一基片主體210以及自第一基片主體210朝向轉子1突起的第一突出部211和第二突出部212，實現該結構的方式有很多。作為示例，本公開實施例將描述一種簡單、便捷的方式。圖7是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第一磁性定子基片21的爆炸結構示意圖一。參照圖7，第一磁性定子基片21包括第一子基片21a和第二子基片21b，第一子基片21b包括第一突出部211，第二子基片21b包括第二突出部212，在定子2的軸向方向Z上第一子基片21a堆疊在第二子基片21b上以使得在定子2的軸向方向Z上第一突出部211高於第二突出部212。在將第一子基片21a堆疊在第二子基片21b上的過程中，通過繞軸向方向Z旋轉第一子基片21a或者第二子基片21b即可非常方便地實現圖3A至圖3C以及圖4至圖5任一所示的周向排列。例如，為了加工製造和控制方便，包括第一突出部211的第一子基片21a的形狀和尺寸與包括第二突出部212的第二子基片21b的形狀和尺寸均相同；也就是，通過繞軸向方向Z旋轉第一子基片21a或者第二子基片21b，可以使得第一子基片21a和第二子基片21b完全重合。然而，本公開實施例不局限於此，包括第一突出部211的第一子基片21a的形狀和尺寸與包括第二突出部212的第二子基片21b的形狀和尺寸可以不相同，在此情形下仍然可以調節轉子1在軸向方向Z上的位置。

例如，圖8A、圖8B分別示出了第一子基片21a的結構示意圖，其中在圖8B中在第一突出部211上纏繞有第一磁懸浮線圈211c；圖9A、圖9B分別示出了第二子基片21b的結構示意圖，其中在圖9B中在第二突出部212上纏繞有第二磁懸浮線圈212c。例如，在圖7、圖8A和圖8B以及圖9A和圖9B中，第一子基片21a的除第一突出部211之外的部分與第二子基片21b除第二突出部212之外的部分一起構成第一基片主體210。

例如，參照圖1B、圖10A和圖10B，第一基片主體210具有圓形內邊緣210e；第一突出部211的內邊緣為第一弧形，第二突出部212的內邊緣為第二弧形，第一弧形是第一圓形C1的一部分，第二弧形是第二圓形C2的一部分；第一圓形C1和第二圓形C2均為第一基片主體210圓形內邊緣210e的同心圓。在此情形下，可以提升對轉子1的控制效果。進一步地，例如，第一圓形C1的尺寸等於第二圓形C2的尺寸，可以進一步提升對轉子1的控制效果。需要說明的是，由於在定子2的軸向方向Z上，第一突出部211高於第二突出部212，所以第一圓形C1高於第二圓形C1。

圖11A、圖11B分別是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第二磁性定子基片22的結構示意圖。參照圖11A和圖11B，第二磁性定子基片22包括第二基片主體220以及從第二基片主體220朝向轉子1突起的多個齒部221，每個齒部221上纏繞有磁旋轉線圈221c。在磁旋轉線圈221c的作用下轉子1實現旋轉。如上所述，第二磁性定子基片22對應於轉子的第二凸緣12，因此第二磁性定子基片22和磁旋轉線圈221c對轉子1的作用力直接作用在轉子1的第二凸緣12上，第二磁性定子基片22和磁旋轉線圈221c與第二凸緣12之間的相互作用使得轉子1旋轉。

例如，繼續參見圖11A和圖11B，第二基片主體220上纏繞有附加磁懸浮線圈220c，該附加磁懸浮線圈220c比磁旋轉線圈221c遠離轉子1。在此情形下，附加磁懸浮線圈220c與如上所述的第一磁懸浮線圈211c和第二磁懸浮線圈212c一起實現轉子1的懸浮。由於附加磁懸浮線圈220c的周向跨度大於磁旋轉線圈221c的周向跨度，因此將附加磁懸浮線圈220c設置為比磁旋轉線圈221c遠離轉子1，可以避免磁旋轉線圈221c影響附加磁懸浮線圈220c的磁場分佈。然而，本公開實施例不局限於此，附加磁懸浮線圈220c也可以比磁旋轉線圈221c靠近轉子1。

例如，第二磁性定子基片22包括從第二基片主體220遠離轉子1凹陷的多個凹槽222，附加磁懸浮線圈220c纏繞在第二磁性定子基片22的位於相鄰兩個凹槽222之間的部分上。

圖12是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第二磁性定子基片22的爆炸結構示意圖。例如，參照圖12，第二磁性定子基片22還包括自第二基片主體220朝向轉子1突起的第三突出部223和第四突出部224，第三突出部223上纏繞有第三磁懸浮線圈223c，第四突出部224上纏繞有第四磁懸浮線圈224c，第三磁懸浮線圈223c和第四磁懸浮線圈224c用作如上所述的附加磁懸浮線圈220c，在定子2的軸向方向Z上第三突出部223高於第四突出部224，以使得第三突出部223以及第三磁懸浮線圈223c對轉子1施加沿軸向方向Z向上的力而第四突出部224和第四磁懸浮線圈224c對轉子1施加沿軸向方向Z向下的力。需要說明的是，為了加工裝配方便，在圖12將第二磁性定子基片22設置為三層結構；然而本公開實施例不局限於此。如上所述，第二磁性定子基片22對應於轉子的第二凸緣12，因此第三突出部223和第三磁懸浮線圈223c對轉子1施加的沿軸向方向Z向上的力與第四突出部224和第四磁懸浮線圈224c對轉子1施加的沿軸向方向Z向下的力均直接作用在轉子1的第二凸緣12上，第三突出部223和第三磁懸浮線圈223c以及第四突出部224和第四磁懸浮線圈224c與第二凸緣12之間的相互作用使得轉子1懸浮。第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加的沿軸向方向Z向上的力與第三突出部223以及第三磁懸浮線圈223c對轉子1施加的沿軸向方向Z向上的力形成沿軸向方向Z向上的合力，第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加的沿軸向方向Z向下的力與第四突出部224以及第四磁懸浮線圈224c對轉子1施加的沿軸向方向Z向下的力形成沿軸向方向Z向下的合力，通過控制沿軸向方向Z向上的合力與沿軸向方向Z向下的合力之間的大小關係，來調整轉子1在軸向方向Z上的位置。

例如，第三突出部223、第四突出部224、以及第二凸緣12在定子2的軸向方向Z上的相對位置關係可以參照第一突出部211、第二突出部212、以及第一凸緣11在定子2的軸向方向Z上的相對位置關係，在此不再贅述。

例如，第三突出部223和第四突出部224的周向排列方式、厚度、尺寸等可以分別參照第一突出部211和第二突出部212在周向上的排列方式、厚度、尺寸等，在此不再贅述。

在圖1A和圖1B中，第一磁性定子基片21僅包括磁懸浮線圈（具體而言，第一磁懸浮線圈211c和第二磁懸浮線圈212c）而不包括磁旋轉線圈；然而，本公開實施例不局限於此，第一磁性定子基片21除了包括磁懸浮線圈之外還可以包括磁旋轉線圈。圖13是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第一磁性定子基片21的爆炸結構示意圖二；以及圖14是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第一磁性定子基片21的爆炸結構示意圖三。參照圖13和圖14，第一磁性定子基片21包括從第一基片主體210朝向轉子1突起的多個齒部210t，每個齒部210t上纏繞有附加磁旋轉線圈210tc，第一磁懸浮線圈211c和第二磁懸浮線圈212c比附加磁旋轉線圈210tc遠離轉子1。在如上所述的磁旋轉線圈221c與附加磁旋轉線圈210tc的共同作用下，實現轉子1的旋轉。由於第一凸緣11對應於第一磁性定子基片21，因此第一磁性定子基片21及附加磁旋轉線圈210tc的對轉子1的作用力直接作用在第一凸緣11上，第一磁性定子基片21及附加磁旋轉線圈210tc與轉子1的第一凸緣11之間的相互作用使得轉子1旋轉。例如，第一磁懸浮線圈211c和第二磁懸浮線圈212c的每個的周向跨度比附加磁旋轉線圈210tc的周向跨度大，因此第一磁懸浮線圈211c和第二磁懸浮線圈212c設置為比附加磁旋轉線圈210tc遠離轉子1，可以避免附加磁旋轉線圈210tc影響第一磁懸浮線圈211c和第二磁懸浮線圈212c的磁場。然而，本公開實施例不局限於此，第一磁懸浮線圈211c和第二磁懸浮線圈212c也可以設置為比附加磁旋轉線圈210tc靠近轉子1。

例如，如圖13所示，第一突出部211的內邊緣以及第二突出部212的內邊緣分別設置有多個齒部210t的一部分。為了方便加工製造，圖13示出的第一磁性定子基片21具有兩層結構，即第一磁性定子基片21包括第一子基片21a和第二子基片21b。

例如，如圖14所示，第一磁性定子基片21包括第一子基片21a、第二子基片21b和第三子基片21c，第一子基片21a包括第一突出部211，第二子基片21b包括第二突出部212，第三子基片21c包括多個齒部210t，在定子2的軸向方向Z上第一子基片21a堆疊在第二子基片21b上以使得在定子2的軸向方向Z上第一突出部211高於第二突出部212，並且在定子2的軸向方向Z上第三子基片21c夾置在第一子基片21a和第二子基片21b之間。相比較而言，圖14的第一磁性子基片21比圖13的第一磁性子基片21容易加工；圖13的第一磁性子基片21比圖14的第一磁性子基片21薄，從而有利於整個磁懸浮裝置的減薄。

基於上述描述可以知道，在根據本公開實施例的磁懸浮裝置中，第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c、第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c、以及多個齒部210t和附加磁旋轉線圈210tc位於永磁定子主體20的同一側；多個齒部221和磁旋轉線圈221c以及附加磁懸浮線圈220c位於永磁定子主體的同一側。如上所述，轉子1的第一凸緣11對應於第一磁性定子基片21，轉子1的第二凸緣12對應於第二磁性定子基片22，因此第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c、第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c、以及多個齒部210t和附加磁旋轉線圈210tc對轉子1施加的作用力基本均直接作用在轉子1的第一凸緣11上，多個齒部221和磁旋轉線圈221c以及附加磁懸浮線圈220c對轉子1施加的作用力基本均直接作用在轉子1的第二凸緣12上。

根據本公開的實施例，還提供一種轉子位置調節方法，用於調節如上所述的磁懸浮裝置的轉子1在定子2的軸向方向Z上的位置。例如，該轉子位置調節方法包括：向第一磁懸浮線圈211c施加第一電流並向第二磁懸浮線圈212c施加第二電流；控制第一電流以控制第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對所述轉子1施加的沿軸向方向Z向上的力的大小；以及控制第二電流以控制第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加的沿軸向方向Z向下的力的大小。

例如，根據本公開實施例的轉子調節方法包括：增大第一電流和/或減小第二電流，以使得第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加的沿軸向方向Z向上的力大於第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加的沿軸向方向Z向下的力，轉子受到的合力向上從而沿定子2的軸向方向Z向上移動；以及減小第一電流和/或增大第二電流，以使得第一突出部211和第一磁懸浮線圈211c對轉子1施加的沿軸向方向Z向上的力小於第二突出部212和第二磁懸浮線圈212c對轉子1施加的沿軸向方向Z向下的力，轉子受到的合力向下從而沿定子2的軸向方向Z向下移動。例如，轉子1沿定子2的軸向方向Z向上移動的距離取決於第一電流的增大幅度和/或第二電流的減小幅度，第一電流的增大幅度越大和/或第二電流的減小幅度越大則向上移動的距離越大。例如，轉子1沿定子2的軸向方向Z向下移動的距離取決於第一電流的減小幅度和/或第二電流的增大幅度，第一電流的減小幅度越大和/或第二電流的增大幅度越大則向下移動的距離越大。因此，根據本公開實施例的轉子位置調節方法能夠在定子2的軸向方向Z上根據實際需要簡單、靈活、準確地調節轉子1的位置，從而提高了磁懸浮裝置的可控性並且使得磁懸浮裝置具有更廣闊的應用前景。

例如，如上所述，在根據本公開實施例的磁懸浮裝置中，第一磁性定子基片21包括多個第一突出部211和多個第二突出部212；第一基片主體210具有圓形內邊緣210e，多個第一突出部211和多個第二突出部212沿該圓形內邊緣210e的周向設置。例如，根據本公開實施例的轉子位置調節方法還包括：增大施加至多個第一磁懸浮線圈的第一電流的總和和/或減小施加至多個第二磁懸浮線圈的第二電流的總和，以使得多個第一突出部和多個第一磁懸浮線圈對轉子施加的沿軸向方向向上的力大於多個第二突出部和多個第二磁懸浮線圈對轉子施加的沿軸向方向向下的力，轉子受到的合力向上從而沿定子的軸向方向向上移動；以及減小施加至多個第一磁懸浮線圈的第一電流的總和和/或增大施加至多個第二磁懸浮線圈的第二電流的總和，以使得多個第一突出部和多個第一磁懸浮線圈對轉子施加的沿軸向方向向上的力小於多個第二突出部和多個第二磁懸浮線圈對轉子施加的沿軸向方向向下的力，轉子受到的合力向下從而沿定子的軸向方向向下移動。從而，在定子2的軸向方向Z上根據實際需要簡單、靈活、準確地調節轉子1的位置。

以上所述僅是本發明的示範性實施方式，而非用於限制本發明的保護範圍，本發明的保護範圍由所附的發明申請專利範圍確定。

1:轉子 2:定子 10:轉子主體 11:第一凸緣 11t:厚度 12:第二凸緣 20:永磁定子主體 21:第一磁性定子基片 21a:第一子基片 21b:第二子基片 21c:第三子基片 210:第一基片主體 210e:圓形內邊緣 210t:厚度 210tc:附加磁旋轉線圈 211:第一突出部 211c:第一磁懸浮線圈 211t:厚度 212:第二突出部 212c:第二磁懸浮線圈 212t:厚度 22:第二磁性定子基片 220:第二基片主體 220c:附加磁懸浮線圈 221:齒部 221c:磁旋轉線圈 222:凹槽 223:第三突出部 223c:第三磁懸浮線圈 224:第四突出部 224c:第四磁懸浮線圈 C1:第一圓形 C2:第二圓形 D:間距

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本發明的一些實施例，而非對本發明的限制。 圖1A是根據本公開實施例的一種磁懸浮裝置的爆炸結構示意圖； 圖1B是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第一磁性定子基片的立體結構示意圖一； 圖1C是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第一磁性定子基片的立體結構示意圖二； 圖2A、圖2B和圖2C分別是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中在定子的軸向方向上第一突出部和第二突出部之間的相對位置關係的示意圖； 圖3A、圖3B和圖3C分別是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中多個第一突出部和多個第二突出部的排列示意圖，其中，相鄰的兩個第一突出部之間設置有一個第二突出部，相鄰的兩個第二突出部之間設置有一個第一突出部； 圖4是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中多個第一突出部和多個第二突出部的排列示意圖，其中，相鄰的兩個第一突出部之間設置有一組第二突出部，相鄰的兩組第二突出部之間設置有一個第一突出部； 圖5是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中多個第一突出部和多個第二突出部的排列示意圖，其中，相鄰的兩個第二突出部之間設置有一組第一突出部，相鄰的兩組第一突出部之間設置有一個第二突出部； 圖6是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中多個第一突出部和多個第二突出部的排列示意圖，其中，相鄰的兩組第一突出部之間設置有一組第二突出部，相鄰的兩組第二突出部之間設置有一組第一突出部； 圖7是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第一磁性定子基片的爆炸結構示意圖一； 圖8A、圖8B分別是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第一子基片的結構示意圖，其中在圖8B中在第一突出部上纏繞有第一磁懸浮線圈； 圖9A、圖9B分別是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第二子基片的結構示意圖，其中在圖9B中在第二突出部上纏繞有第二磁懸浮線圈； 圖10A是根據公開實施例的磁懸浮裝置中第一突出部的內邊緣為第一圓形的一部分的示意圖； 圖10B是根據公開實施例的磁懸浮裝置中第二突出部的內邊緣為第二圓形的一部分的示意圖； 圖11A、圖11B分別是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第二磁性定子基片的結構示意圖，其中在圖11B中示出了磁旋轉線圈和附加磁懸浮線圈； 圖12是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第二磁性定子基片的爆炸結構示意圖； 圖13是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第一磁性定子基片的爆炸結構示意圖二；以及 圖14是根據本公開實施例的磁懸浮裝置中第一磁性定子基片的爆炸結構示意圖三。

1:轉子

2:定子

10:轉子主體

11:第一凸緣

12:第二凸緣

20:永磁定子主體

21:第一磁性定子基片

22:第二磁性定子基片

220c:附加磁懸浮線圈

221c:磁旋轉線圈

Claims (27)

1. 一種磁懸浮裝置，包括： 轉子； 定子，其中，所述定子圍繞所述轉子設置或者所述轉子圍繞所述定子設置，所述定子包括永磁定子主體、第一磁性定子基片和第二磁性定子基片，並且在所述定子的軸向方向上所述永磁定子主體被夾置在所述第一磁性定子基片和所述第二磁性定子基片之間，其中， 所述第一磁性定子基片包括第一基片主體以及自所述第一基片主體朝向所述轉子突起的第一突出部和第二突出部，所述第一突出部上纏繞有第一磁懸浮線圈，所述第二突出部上纏繞有第二磁懸浮線圈，在所述定子的軸向方向上所述第一突出部高於所述第二突出部以使得所述第一突出部和所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加沿所述軸向方向向上的力而所述第二突出部和所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加沿所述軸向方向向下的力。
2. 如請求項1所述的磁懸浮裝置，其中， 所述在所述定子的軸向方向上所述第一突出部高於所述第二突出部，包括以下情形之一： （1）在所述定子的軸向方向上，所述第一突出部的上表面高於所述第二突出部的上表面，並且所述第一突出部的下表面高於所述第二突出部的上表面； （2）在所述定子的軸向方向上，所述第一突出部的上表面高於所述第二突出部的上表面，並且所述第一突出部的下表面與所述第二突出部的上表面等高；以及 （3）在所述定子的軸向方向上，所述第一突出部的上表面高於所述第二突出部的上表面，並且所述第一突出部的下表面位於所述第二突出部的上表面與所述第二突出部的下表面之間。
3. 如請求項2所述的磁懸浮裝置，其中， 所述轉子包括轉子主體以及從所述轉子主體朝向所述定子突出的第一凸緣和第二凸緣，所述第一凸緣對應於所述第一磁性定子基片，所述第二凸緣對應於所述第二磁性定子基片； 在所述轉子的初始懸浮狀態下，在所述定子的軸向方向上所述第一凸緣的中線與所述第一突出部的上表面與所述第二突出部的下表面之間的間距的中線大體齊平； 在所述第一突出部和所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向上的力大於所述第二突出部和所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向下的力的情況下，所述轉子自所述初始懸浮狀態沿所述定子的軸向方向向上移動；並且 在所述第一突出部和所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向上的力小於所述第二突出部和所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向下的力的情況下，所述轉子自所述初始懸浮狀態沿所述定子的軸向方向向下移動。
4. 如請求項3所述的磁懸浮裝置，其中， 在所述定子的軸向方向上，所述第一突出部和所述第二突出部的每個的厚度不小於所述第一凸緣的厚度。
5. 如請求項1所述的磁懸浮裝置，其中， 所述第一磁性定子基片包括多個所述第一突出部和多個所述第二突出部；並且 所述第一基片主體具有圓形內邊緣，多個所述第一突出部和多個所述第二突出部沿所述圓形內邊緣的周向設置。
6. 如請求項5所述的磁懸浮裝置，其中，多個所述第一突出部沿所述圓形內邊緣的周向的尺寸彼此相等，並且多個所述第二突出部沿所述圓形內邊緣的周向的尺寸彼此相等。
7. 如請求項5所述的磁懸浮裝置，其中， 相鄰的兩個所述第一突出部之間設置有一個所述第二突出部，相鄰的兩個所述第二突出部之間設置有一個所述第一突出部； 多個所述第一突出部的數量等於多個所述第二突出部的數量；並且 多個所述第一突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置，且多個所述第二突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置。
8. 如請求項7所述磁懸浮裝置，其中， 多個所述第一突出部的每個沿所述圓形內邊緣的周向的尺寸等於多個所述第二突出部的每個沿所述圓形內邊緣的周向的尺寸。
9. 如請求項5所述的磁懸浮裝置，其中， 相鄰的兩個所述第一突出部之間設置有一組所述第二突出部，相鄰的兩組所述第二突出部之間設置有一個所述第一突出部； 一組所述第二突出部包括N個所述第二突出部，N≥2； 所述第二突出部的數量是所述第一突出部的數量的N倍；並且 多個所述第一突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置，多組所述第二突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置。
10. 如請求項5所述的磁懸浮裝置，其中， 相鄰的兩個所述第二突出部之間設置有一組所述第一突出部，相鄰的兩組所述第一突出部之間設置有一個所述第二突出部； 一組所述第一突出部包括M個所述第一突出部，M≥2； 所述第一突出部的數量是所述第二突出部的數量的M倍；並且 多組所述第一突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置，多個所述第二突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置。
11. 如請求項5所述的磁懸浮裝置，其中， 相鄰的兩組所述第一突出部之間設置有一組所述第二突出部，相鄰的兩組所述第二突出部之間設置有一組所述第一突出部； 一組所述第二突出部包括N個所述第二突出部，N≥2，一組所述第一突出部包括M個所述第一突出部，M≥2，N等於或者不等於M；並且 多組所述第一突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置，多組所述第二突出部沿所述圓形內邊緣的周向均勻設置。
12. 如請求項1所述的磁懸浮裝置，其中， 在所述定子的軸向方向上，所述第一突出部的厚度等於所述第二突出部的厚度。
13. 如請求項1所述的磁懸浮裝置，其中，在所述定子的軸向方向上，所述第一突出部和所述第二突出部不重疊。
14. 如請求項1所述的磁懸浮裝置，其中， 所述第一磁性定子基片包括第一子基片和第二子基片，所述第一子基片包括所述第一突出部，所述第二子基片包括所述第二突出部，在所述定子的軸向方向上所述第一子基片堆疊在所述第二子基片上以使得在所述定子的軸向方向上所述第一突出部高於所述第二突出部。
15. 如請求項14所述的磁懸浮裝置，其中， 包括所述第一突出部的所述第一子基片的形狀和尺寸與包括所述第二突出部的所述第二子基片的形狀和尺寸均相同。
16. 如請求項1所述的磁懸浮裝置，其中， 所述第一基片主體具有圓形內邊緣； 所述第一突出部的內邊緣為第一弧形，所述第二突出部的內邊緣為第二弧形，所述第一弧形是第一圓形的一部分，所述第二弧形是第二圓形的一部分； 所述第一圓形和所述第二圓形均為所述圓形內邊緣的同心圓。
17. 如請求項16所述的磁懸浮裝置，其中，所述第一圓形的尺寸等於所述第二圓形的尺寸。
18. 如請求項1-17任一項所述的磁懸浮裝置，其中， 所述第二磁性定子基片包括第二基片主體以及從所述第二基片主體朝向所述轉子突起的多個齒部，每個齒部上纏繞有磁旋轉線圈。
19. 如請求項18所述的磁懸浮裝置，其中， 所述第二基片主體上纏繞有附加磁懸浮線圈，該附加磁懸浮線圈比所述磁旋轉線圈遠離所述轉子。
20. 如請求項19所述的磁懸浮裝置，其中， 所述第二磁性定子基片還包括自所述第二基片主體朝向所述轉子突起的第三突出部和第四突出部，所述第三突出部上纏繞有所述第三磁懸浮線圈，所述第四突出部上纏繞有第四磁懸浮線圈，所述第三磁懸浮線圈和所述第四磁懸浮線圈用作所述附加磁懸浮線圈，在所述定子的所述軸向方向上所述第三突出部高於所述第四突出部，以使得所述第三突出部以及第三磁懸浮線圈對所述轉子施加沿所述軸向方向向上的力而所述第四突出部和所述第四磁懸浮線圈對所述轉子施加沿所述軸向方向向下的力。
21. 如請求項1-17任一項所述的磁懸浮裝置，其中， 所述第一磁性定子基片包括從所述第一基片主體朝向所述轉子突起的多個齒部，每個齒部上纏繞有附加磁旋轉線圈，所述第一磁懸浮線圈和所述第二磁懸浮線圈比所述附加磁旋轉線圈遠離所述轉子。
22. 如請求項21所述的磁懸浮裝置，其中， 所述第一突出部的內邊緣以及所述第二突出部的內邊緣分別設置有所述多個齒部的一部分。
23. 如請求項21所述的磁懸浮裝置，其中， 所述第一磁性定子基片包括第一子基片、第二子基片和第三子基片，所述第一子基片包括所述第一突出部，所述第二子基片包括所述第二突出部，所述第三子基片包括所述多個齒部，在所述定子的軸向方向上所述第一子基片堆疊在所述第二子基片上以使得在所述定子的軸向方向上所述第一突出部高於所述第二突出部，並且在所述定子的軸向方向上所述第三子基片夾置在所述第一子基片和所述第二子基片之間。
24. 如請求項1-17任一項所述的磁懸浮裝置，其中， 在所述定子的軸向方向上，所述第一磁性定子基片位於所述第二磁性定子基片的下方。
25. 一種轉子位置調節方法，用於調節如請求項1-24任一項所述的磁懸浮裝置的所述轉子在所述定子的軸向方向上的位置，該方法包括： 向所述第一磁懸浮線圈施加第一電流並向所述第二磁懸浮線圈施加第二電流； 控制所述第一電流以控制所述第一突出部和所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向上的力的大小；以及 控制所述第二電流以控制所述第二突出部和所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向下的力的大小。
26. 如請求項25所述的方法，還包括： 增大所述第一電流和/或減小所述第二電流，以使得所述第一突出部和所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向上的力大於所述第二突出部和所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向下的力，所述轉子受到的合力向上從而沿所述定子的軸向方向向上移動；以及 減小所述第一電流和/或增大所述第二電流，以使得所述第一突出部和所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向上的力小於所述第二突出部和所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向下的力，所述轉子受到的合力向下從而沿所述定子的軸向方向向下移動。
27. 如請求項25所述的方法，其中， 所述第一磁性定子基片包括多個所述第一突出部和多個所述第二突出部；所述第一基片主體具有圓形內邊緣，多個所述第一突出部和多個所述第二突出部沿該圓形內邊緣的周向設置； 所述方法包括： 增大施加至多個所述第一磁懸浮線圈的所述第一電流的總和和/或減小施加至多個所述第二磁懸浮線圈的所述第二電流的總和，以使得多個所述第一突出部和多個所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向上的力大於多個所述第二突出部和多個所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向下的力，所述轉子受到的合力向上從而沿所述定子的軸向方向向上移動；以及 減小施加至多個所述第一磁懸浮線圈的所述第一電流的總和和/或增大施加至多個所述第二磁懸浮線圈的所述第二電流的總和，以使得多個所述第一突出部和多個所述第一磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向上的力小於多個所述第二突出部和多個所述第二磁懸浮線圈對所述轉子施加的沿所述軸向方向向下的力，所述轉子受到的合力向下從而沿所述定子的軸向方向向下移動。