一种具有辅助气隙的高刚度球形洛伦兹偏转轴承转让专利
申请号 : CN201911414747.0
文献号 : CN111120510B
文献日 : 2021-04-09
发明人 : 刘爱民 , 李衡 , 熊颖 , 崔刚
申请人 : 北京哈尔贝克科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种具有辅助气隙的高刚度球形洛伦兹偏转轴承，其包括转子系统和定子系统，其特征在于：所述转子系统包括：外安装套(1)、外辅助磁钢(2)、外上导磁套(3A)、外下导磁套(3B)、外隔磁环(4)、外上梯形球面磁钢(5A)、外下梯形球面磁钢(5B)、外上球面顺磁环(6A)、外下球面顺磁环(6B)、外上磁钢垫圈(7A)、外下磁钢垫圈(7B)、外安装套锁母(8)、外组件锁母(9)、转子转盘(10)、内安装套(11)、内辅助磁钢(12)、内上导磁套(13A)、内下导磁套(13B)、内隔磁环(14)、内上梯形球面磁钢(15A)、内下梯形球面磁钢(15B)、内上球面顺磁环(16A)、内下球面顺磁环(16B)、内上磁钢垫圈(17A)、内下磁钢垫圈(17B)、内安装套锁母(18)和内组件锁母(19)；所述定子系统包括：定子骨架(20)、左绕组(21A)、右绕组(21B)、前绕组(21C)、后绕组(21D)和环氧树脂胶(22)；其中，外安装套(1)位于外辅助磁钢(2)、外上导磁套(3A)、外下导磁套(3B)、外隔磁环(4)、外上梯形球面磁钢(5A)、外下梯形球面磁钢(5B)、外上球面顺磁环(6A)、外下球面顺磁环(6B)、外上磁钢垫圈(7A)、外下磁钢垫圈(7B)和外安装套锁母(8)的径向外侧，外辅助磁钢(2)位于外安装套(1)的径向内侧中心位置，外上导磁套(3A)和外下导磁套(3B)分别位于外辅助磁钢(2)的轴向上端和轴向下端，外隔磁环(4)位于外辅助磁钢(2)径向内侧中心位置，外上梯形球面磁钢(5A)、外上球面顺磁环(6A)和外上磁钢垫圈(7A)位于外上导磁套(3A)的径向内侧和外隔磁环(4)的轴向上端，外下梯形球面磁钢(5B)、外下球面顺磁环(6B)和外下磁钢垫圈(7B)位于外下导磁套(3B)的径向内侧和外隔磁环(4)的轴向下端，外上梯形球面磁钢(5A)和外下梯形球面磁钢(5B)分别位于外隔磁环(4)的轴向上端和下端，外上球面顺磁环(6A)和外下球面顺磁环(6B)分别位于外隔磁环(4)的轴向上端和下端，外上球面顺磁环(6A)和外下球面顺磁环(6B)分别位于外上梯形球面磁钢(5A)和外下梯形球面磁钢(5B)的径向内侧，外上磁钢垫圈(7A)位于外上导磁套(3A)的径向内侧，外上磁钢垫圈(7A)位于外上梯形球面磁钢(5A)和外上球面顺磁环(6A)的轴向上端，外下磁钢垫圈(7B)位于外下导磁套(3B)的径向内侧，外下磁钢垫圈(7B)位于外下梯形球面磁钢(5B)和外下球面顺磁环(6B)的轴向下端，外安装套锁母(8)位于外下导磁套(3B)和外下磁钢垫圈(7B)的轴向下端，外辅助磁钢(2)、外上导磁套(3A)、外下导磁套(3B)、外隔磁环(4)、外上梯形球面磁钢(5A)、外下梯形球面磁钢(5B)、外上球面顺磁环(6A)、外下球面顺磁环(6B)、外上磁钢垫圈(7A)和外下磁钢垫圈(7B)位于外安装套(1)径向内侧，并通过外安装套锁母(8)与外安装套(1)之间的螺纹配合安装到外安装套(1)上，外组件锁母(9)位于外安装套(1)和外安装套锁母(8)的轴向下端，外组件锁母(9)位于转子转盘(10)环形槽外壁径向内侧，外安装套(1)、外辅助磁钢(2)、外上导磁套(3A)、外下导磁套(3B)、外隔磁环(4)、外上梯形球面磁钢(5A)、外下梯形球面磁钢(5B)、外上球面顺磁环(6A)、外下球面顺磁环(6B)、外上磁钢垫圈(7A)、外下磁钢垫圈(7B)、外安装套锁母(8)位于转子转盘(10)环形槽外壁径向内侧，并通过外组件锁母(9)与转子转盘(10)环形槽之间的螺纹配合安装在转子转盘(10)上，内安装套(11)位于内辅助磁钢(12)、内上导磁套(13A)、内下导磁套(13B)、内隔磁环(14)、内上梯形球面磁钢(15A)、内下梯形球面磁钢(15B)、内上球面顺磁环(16A)、内下球面顺磁环(16B)、内上磁钢垫圈(17A)、内下磁钢垫圈(17B)、内安装套锁母(18)的径向内侧，内辅助磁钢(12)位于内安装套(11)的径向外侧中心位置，内上导磁套(13A)和内下导磁套(13B)分别位于内辅助磁钢(12)的轴向上端和下端，内隔磁环(14)位于内辅助磁钢(12)的径向外侧中心位置，内上梯形球面磁钢(15A)、内上球面顺磁环(16A)和内上磁钢垫圈(17A)位于内上导磁套(13A)的径向外侧和内隔磁环(14)的轴向上端，内下梯形球面磁钢(15B)、内下球面顺磁环(16B)和内下磁钢垫圈(17B)位于内下导磁套(13B)的径向外侧和内隔磁环(14)的轴向下端，内上梯形球面磁钢(15A)和内下梯形球面磁钢(15B)分别位于内隔磁环(14)的轴向上端和下端，内上球面顺磁环(16A)和内下球面顺磁环(16B)分别位于内隔磁环(14)的轴向上端和下端，内上球面顺磁环(16A)和内下球面顺磁环(16B)分别位于内上梯形球面磁钢(15A)和内下梯形球面磁钢(15B)的径向外侧，内上磁钢垫圈(17A)位于内上导磁套(13A)的径向外侧，内上磁钢垫圈(17A)位于内上梯形球面磁钢(15A)和内上球面顺磁环(16A)的轴向上端，内下磁钢垫圈(17B)位于内下导磁套(13B)的径向外侧，内下磁钢垫圈(17B)位于内下梯形球面磁钢(15B)和内下球面顺磁环(16B)的轴向下端，内安装套锁母(18)位于内安装套(11)的径向外侧，内安装套锁母(18)位于内下导磁套(13B)和内下磁钢垫圈(17B)的轴向下端，内辅助磁钢(12)、内上导磁套(13A)、内下导磁套(13B)、内隔磁环(14)、内上梯形球面磁钢(15A)、内下梯形球面磁钢(15B)、内上球面顺磁环(16A)、内下球面顺磁环(16B)、内上磁钢垫圈(17A)和内下磁钢垫圈(17B)位于内安装套(11)径向内侧，并通过内安装套锁母(18)与内安装套(11)之间的螺纹配合安装在内安装套(11)上，内组件锁母(19)位于转子转盘(10)的径向外侧，内组件锁母(19)位于内安装套(11)和内安装套锁母(18)的轴向下端，内安装套(11)、内辅助磁钢(12)、内上导磁套(13A)、内下导磁套(13B)、内隔磁环(14)、内上梯形球面磁钢(15A)、内下梯形球面磁钢(15B)、内上球面顺磁环(16A)、内下球面顺磁环(16B)、内上磁钢垫圈(17A)、内下磁钢垫圈(17B)、内安装套锁母(18)位于转子转盘(10)环形槽内壁径向外侧，并通过内组件锁母(19)与转子转盘(10)环形槽之间的螺纹配合安装在转子转盘(10)上，定子骨架(20)位于外隔磁环(4)、外上梯形球面磁钢(5A)、外下梯形球面磁钢(5B)、外上球面顺磁环(6A)、外下球面顺磁环(6B)、外上磁钢垫圈(7A)、外下磁钢垫圈(7B)、外安装套锁母(8)和外组件锁母(9)的径向内侧，定子骨架(20)位于内隔磁环(14)、内上梯形球面磁钢(15A)、内下梯形球面磁钢(15B)、内上球面顺磁环(16A)、内下球面顺磁环(16B)、内上磁钢垫圈(17A)、内下磁钢垫圈(17B)、内安装套锁母(18)和内组件锁母(19)的径向外侧，定子骨架(20)具有左、右、前、后四个凸台，左绕组(21A)、右绕组(21B)、前绕组(21C)、后绕组(21D)分别绕在定子骨架(20)左、右、前、后四个凸台上，并通过环氧树脂胶(22)固定；外隔磁环(4)、外上梯形球面磁钢(5A)、外下梯形球面磁钢(5B)、外上球面顺磁环(6A)、外下球面顺磁环(6B)、外上磁钢垫圈(7A)、外下磁钢垫圈(7B)、外安装套锁母(8)和外组件锁母(9)的径向内侧与内隔磁环(14)、内上梯形球面磁钢(15A)、内下梯形球面磁钢(15B)、内上球面顺磁环(16A)、内下球面顺磁环(16B)、内上磁钢垫圈(17A)、内下磁钢垫圈(17B)、内安装套锁母(18)和内组件锁母(19)的径向外侧之间形成气隙(23)，外辅助磁钢(2)径向内侧、外上导磁套(3A)轴向下端和外下导磁套(3B)轴向上端之间形成外辅助气隙(24)，内辅助磁钢(12)径向外侧、内上导磁套(13A)轴向下端和内下导磁套(13B)轴向上端之间形成内辅助气隙(25)。
2.根据权利要求1所述的一种具有辅助气隙的高刚度球形洛伦兹偏转轴承，其特征在于：所述外辅助气隙(24)和内辅助气隙(25)的轴向长度为外辅助磁钢(2)和内辅助磁钢(12)的1/4，径向宽度为外辅助磁钢(2)和内辅助磁钢(11)的2/3。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有辅助气隙的高刚度球形洛伦兹偏转轴承，其特征在于：所述的定子骨架(20)外球面半径小于外下磁钢垫圈(7B)、外安装套锁母(8)和外组件锁母(9)的内径，定子骨架(20)最小内径大于内隔磁环(14)外径。
4.根据权利要求1或2所述的一种具有辅助气隙的高刚度球形洛伦兹偏转轴承，其特征在于：所述的外辅助磁钢(2)、外上梯形球面磁钢(5A)、外下梯形球面磁钢(5B)、内辅助磁钢(12)、内上梯形球面磁钢(15A)和内下梯形球面磁钢(15B)为钕铁硼合金或衫钴合金硬磁材料；辅助磁钢为轴向充磁，梯形球面磁钢为球面向心充磁，充磁方向为：外辅助磁钢(2)上N下S、内辅助磁钢(12)上S下N、外上梯形球面磁钢(5A)内N外S、外下梯形球面磁钢(5B)内N外S、内上梯形球面磁钢(15A)内S外N和内下梯形球面磁钢(15B)内S外N；或者，充磁方向也可为：外辅助磁钢(2)上S下N、内辅助磁钢(12)上N下S、外上梯形球面磁钢(5A)内S外N、外下梯形球面磁钢(5B)内S外N、内上梯形球面磁钢(14A)内N外S和内下梯形球面磁钢(14B)内N外S。
5.根据权利要求1或2所述的一种具有辅助气隙的高刚度球形洛伦兹偏转轴承，其特征在于：所述的外安装套(1)、外隔磁环(4)、外上磁钢垫圈(7A)、外下磁钢垫圈(7B)、外安装套锁母(8)、外组件锁母(9)、内安装套(11)、内隔磁环(14)、内上磁钢垫圈(17A)、内下磁钢垫圈(17B)、内安装套锁母(18)和内组件锁母(19)均为导热性能较好的硬铝合金2A12或超硬铝合金7A09棒材材料。
6.根据权利要求1或2所述的一种具有辅助气隙的高刚度球形洛伦兹偏转轴承，其特征在于：所述的外上导磁套(3A)、外下导磁套(3B)、外上球面顺磁环(6A)、外下球面顺磁环(6B)、内上导磁套(13A)、内下导磁套(13B)、内上球面顺磁环(16A)和内下球面顺磁环(16B)均为1J50或1J22棒材材料。
7.根据权利要求1或2所述的一种具有辅助气隙的高刚度球形洛伦兹偏转轴承，其特征在于：所述的定子骨架(20)为耐高温高强度的聚酰亚胺材料。
8.根据权利要求1或2所述的一种具有辅助气隙的高刚度球形洛伦兹偏转轴承，其特征在于：所述的环氧树脂胶(22)固化环境为常温真空环境，固化时间不低于72小时。
说明书 :
一种具有辅助气隙的高刚度球形洛伦兹偏转轴承
技术领域
背景技术
方式的不同，惯性稳定平台可分为机械式、气浮式、液浮式和磁悬浮式四类。机械式稳定平
台因结构简单和技术成熟的优势，被广泛应用于卫星、飞机，舰船等遥感观测领域，但其多
框架间机械传动过程中不可避免的摩擦与振动，以及零转速附近的回转间隙制约了稳定精
度的进一步提升。气浮式稳定平台消除了传统机械式稳定平台摩擦、振动以及回转间隙的
影响，提高了稳定精度，但刚度较低，控制带宽不足，在承受大载荷大机动工作时略显不足。
液浮式稳定平台同样避免了机械摩擦、振动与回转间隙对平台系统的干扰，且具有较高的
刚度，但控制带宽较低，在受到高频干扰时力所不及。磁悬浮稳定平台采用磁悬浮轴承，同
时能够对平台进行高刚度高带宽主动控制，是遥感领域理想的姿态稳定机构。
后气隙形状发生改变，产生干扰力矩，使得平台稳定精度难以进一步提高。洛伦兹式稳定平
台产生的控制力矩与线圈中的电流成线性关系，控制精度较高，简化了平台控制系统。因
此，洛伦兹力轴承可作为惯性稳定平台的理想支承选择。
点，但其为单边双圈磁钢结构，回路中磁钢数量较少，导致回路中磁动势低，悬浮刚度较低。
为此，授权专利ZL201610983437.0所述的一种梯形球面偏转洛伦兹力磁轴承，采用双边四
圈梯形球面磁钢结构，磁钢数量翻倍，在实现大角度偏转的基础上，极大的提高了回路中磁
动势，大幅提升了悬浮刚度。为进一步提升轴承悬浮刚度，授权专利ZL201610920731.7所述
的一种两自由度Halbach阵列偏转洛伦兹力磁轴承，采用双边四圈Halbach阵列磁钢代替授
权专利ZL201610983437.0所述的一种梯形球面偏转洛伦兹力磁轴承的对应位置四圈梯形
球面磁钢。由于采用Halbach阵列磁钢，提高了回路中磁动势，增强了气隙磁场强度，提升了
轴承悬浮刚度。但Halbach阵列磁钢边缘处漏磁较多，降低气隙边缘处的气隙磁密，气隙磁
密均匀性差。为削弱磁钢边缘漏磁和提升气隙磁密均匀性，授权专利ZL201710220886.4所
述的一种V形聚磁效应的隐式洛伦兹力轴向磁轴承和授权专利ZL201710220889.8所述的一
种U形聚磁效应的隐式洛伦兹力偏转磁轴承，二者均采用双边四圈聚磁构型阵列磁钢代替
授权专利ZL201610920731.7所述的一种两自由度Halbach阵列偏转洛伦兹力磁轴承中的
Halbach阵列磁钢，通过聚磁磁通将主磁通在磁极边缘的发散磁通压缩，产生磁路聚磁效
应，提升气隙磁密均匀性。由于聚磁构型阵列磁钢的磁动势大于Halbach阵列磁钢的磁动
势，致使气隙磁密大幅提升，从而提高轴承悬浮刚度。专利申请201810766501.9所述的一种
高刚度隐式洛伦兹力偏转磁轴承，在原有双边四圈径向充磁磁钢的基础上，增设两圈轴向
充磁辅助磁钢，将磁路回路中串联磁钢数量提升至六圈，提高了磁路回路中磁动势，提升了
轴承悬浮刚度。但其磁钢串联构型在增加磁路磁动势的同时，也增大了整个磁路回路的磁
阻，降低了原有双边四圈磁钢和辅助磁钢两者磁动势的利用率，使得轴承刚度提升效果不
尽如人意。
发明内容
路回路磁动势。同时在双圈辅助磁钢旁增设两个辅助气隙，使得主磁路磁通大部分穿过辅
助气隙形成回路，降低了磁路回路磁阻，提高了四圈主磁钢磁动势的利用率，从而增大气隙
磁密和悬浮刚度。此外，四圈主磁钢采用梯形球面结构，可实现轴承的大角度偏转。
套、外隔磁环、外上梯形球面磁钢、外下梯形球面磁钢、外上球面顺磁环、外下球面顺磁环、
外上磁钢垫圈、外下磁钢垫圈、外安装套锁母、外组件锁母、转子转盘、内安装套、内辅助磁
钢、内上导磁套、内下导磁套、内隔磁环、内上梯形球面磁钢、内下梯形球面磁钢、内上球面
顺磁环、内下球面顺磁环、内上磁钢垫圈、内下磁钢垫圈、内安装套锁母和内组件锁母；定子
系统主要包括：定子骨架、左绕组、右绕组、前绕组、后绕组和环氧树脂胶；外安装套位于外
辅助磁钢、外上导磁套、外下导磁套、外隔磁环、外上梯形球面磁钢、外下梯形球面磁钢、外
上球面顺磁环、外下球面顺磁环、外上磁钢垫圈、外下磁钢垫圈和外安装套锁母的径向外
侧，外辅助磁钢位于外安装套的径向内侧中心位置，外上导磁套和外下导磁套分别位于外
辅助磁钢的轴向上端和轴向下端，外隔磁环位于外辅助磁钢径向内侧中心位置，外上梯形
球面磁钢、外上球面顺磁环和外上磁钢垫圈位于外上导磁套的径向内侧和外隔磁环的轴向
上端，外下梯形球面磁钢、外下球面顺磁环和外下磁钢垫圈位于外下导磁套的径向内侧和
外隔磁环的轴向下端，外上梯形球面磁钢和外下梯形球面磁钢分别位于外隔磁环的轴向上
端和下端，外上球面顺磁环和外下球面顺磁环分别位于外隔磁环的轴向上端和下端，外上
球面顺磁环和外下球面顺磁环分别位于外上梯形球面磁钢和外下梯形球面磁钢的径向内
侧，外上磁钢垫圈位于外上导磁套的径向内侧，外上磁钢垫圈位于外上梯形球面磁钢和外
上球面顺磁环的轴向上端，外下磁钢垫圈位于外下导磁套的径向内侧，外下磁钢垫圈位于
外下梯形球面磁钢和外下球面顺磁环的轴向下端，外安装套锁母位于外下导磁套和外下磁
钢垫圈的轴向下端，外辅助磁钢、外上导磁套、外下导磁套、外隔磁环、外上梯形球面磁钢、
外下梯形球面磁钢、外上球面顺磁环、外下球面顺磁环、外上磁钢垫圈和外下磁钢垫圈位于
外安装套径向内侧，并通过外安装套锁母与外安装套之间的螺纹配合安装到外安装套上，
外组件锁母位于外安装套和外安装套锁母的轴向下端，外组件锁母位于转子转盘环形槽外
壁径向内侧，外安装套、外辅助磁钢、外上导磁套、外下导磁套、外隔磁环、外上梯形球面磁
钢、外下梯形球面磁钢、外上球面顺磁环、外下球面顺磁环、外上磁钢垫圈、外下磁钢垫圈、
外安装套锁母位于转子转盘环形槽外壁径向内侧，并通过外组件锁母与转子转盘环形槽之
间的螺纹配合安装在转子转盘上，内安装套位于内辅助磁钢、内上导磁套、内下导磁套、内
隔磁环、内上梯形球面磁钢、内下梯形球面磁钢、内上球面顺磁环、内下球面顺磁环、内上磁
钢垫圈、内下磁钢垫圈、内安装套锁母的径向内侧，内辅助磁钢位于内安装套的径向外侧中
心位置，内上导磁套和内下导磁套分别位于内辅助磁钢的轴向上端和下端，内隔磁环位于
内辅助磁钢的径向外侧中心位置，内上梯形球面磁钢、内上球面顺磁环和内上磁钢垫圈位
于内上导磁套的径向外侧和内隔磁环的轴向上端，内下梯形球面磁钢、内下球面顺磁环和
内下磁钢垫圈位于内下导磁套的径向外侧和内隔磁环的轴向下端，内上梯形球面磁钢和内
下梯形球面磁钢分别位于内隔磁环的轴向上端和下端，内上球面顺磁环和内下球面顺磁环
分别位于内隔磁环的轴向上端和下端，内上球面顺磁环和内下球面顺磁环分别位于内上梯
形球面磁钢和内下梯形球面磁钢的径向外侧，内上磁钢垫圈位于内上导磁套的径向外侧，
内上磁钢垫圈位于内上梯形球面磁钢和内上球面顺磁环的轴向上端，内下磁钢垫圈位于内
下导磁套的径向外侧，内下磁钢垫圈位于内下梯形球面磁钢和内下球面顺磁环的轴向下
端，内安装套锁母位于内安装套的径向外侧，内安装套锁母位于内下导磁套和内下磁钢垫
圈的轴向下端，内辅助磁钢、内上导磁套、内下导磁套、内隔磁环、内上梯形球面磁钢、内下
梯形球面磁钢、内上球面顺磁环、内下球面顺磁环、内上磁钢垫圈和内下磁钢垫圈位于通过
内安装套径向内侧，并通过内安装套锁母与内安装套之间的螺纹配合安装在内安装套上，
内组件锁母位于转子转盘的径向外侧，内组件锁母位于内安装套和内安装套锁母的轴向下
端，内安装套、内辅助磁钢、内上导磁套、内下导磁套、内隔磁环、内上梯形球面磁钢、内下梯
形球面磁钢、内上球面顺磁环、内下球面顺磁环、内上磁钢垫圈、内下磁钢垫圈、内安装套锁
母位于转子转盘环形槽内壁径向外侧，并通过内组件锁母与转子转盘环形槽之间的螺纹配
合安装在转子转盘上，定子骨架位于外隔磁环、外上梯形球面磁钢、外下梯形球面磁钢、外
上球面顺磁环、外下球面顺磁环、外上磁钢垫圈、外下磁钢垫圈、外安装套锁母和外组件锁
母的径向内侧，定子骨架位于内隔磁环、内上梯形球面磁钢、内下梯形球面磁钢、内上球面
顺磁环、内下球面顺磁环、内上磁钢垫圈、内下磁钢垫圈、内安装套锁母和内组件锁母的径
向外侧，定子骨架具有左、右、前、后四个凸台，左绕组、右绕组、前绕组、后绕组分别绕在定
子骨架左、右、前、后四个凸台上，并通过环氧树脂胶固定。外隔磁环、外上梯形球面磁钢、外
下梯形球面磁钢、外上球面顺磁环、外下球面顺磁环、外上磁钢垫圈、外下磁钢垫圈、外安装
套锁母和外组件锁母的径向内侧与内隔磁环、内上梯形球面磁钢、内下梯形球面磁钢、内上
球面顺磁环、内下球面顺磁环、内上磁钢垫圈、内下磁钢垫圈、内安装套锁母和内组件锁母
的径向外侧之间形成气隙，外辅助磁钢径向内侧、外上导磁套轴向下端和外下导磁套轴向
上端之间形成外辅助气隙，内辅助磁钢径向外侧、内上导磁套轴向下端和内下导磁套轴向
上端之间形成内辅助气隙。
钢垫圈、外安装套锁母和外组件锁母的内径，定子骨架最小内径大于内隔磁环外径。所述的
外辅助磁钢、外上梯形球面磁钢、外下梯形球面磁钢、内辅助磁钢、内上梯形球面磁钢和内
下梯形球面磁钢为钕铁硼合金或衫钴合金硬磁材料；辅助磁钢为轴向充磁，梯形球面磁钢
为球面向心充磁，充磁方向为：外辅助磁钢上N下S、内辅助磁钢上S下N、外上梯形球面磁钢
内N外S、外下梯形球面磁钢内N外S、内上梯形球面磁钢内S外N和内下梯形球面磁钢内S外N。
或者为：外辅助磁钢上S下N、内辅助磁钢上N下S、外上梯形球面磁钢内S外N、外下梯形球面
磁钢内S外N、内上梯形球面磁钢内N外S和内下梯形球面磁钢内N外S。所述的外安装套、外隔
磁环、外上磁钢垫圈、外下磁钢垫圈、外安装套锁母、外组件锁母、内安装套、内隔磁环、内上
磁钢垫圈、内下磁钢垫圈、内安装套锁母和内组件锁母均为导热性能较好的硬铝合金或超
硬铝合金7A09棒材材料。所述的外上导磁套、外下导磁套、外上球面顺磁环、外下球面顺磁
环、内上导磁套、内下导磁套、内上球面顺磁环和内下球面顺磁环均为1J50或1J22棒材材
料。所述的定子骨架为耐高温高强度的聚酰亚胺材料。所述的环氧树脂胶固化环境为常温
真空环境，固化时间优选不低于72小时。
气隙，使得主磁路磁通大部分穿过辅助气隙形成回路，从而使六圈磁钢在气隙处产生较大
的气隙磁密，利用两组放置在气隙处的通电绕组产生大小相等方向相反的安培力，实现洛
伦兹轴承的大力矩偏转。本发明四圈主磁钢产生的主磁路在+X通道内有四条主磁路，分别
为主磁路1、主磁路2、主磁路3和主磁路4。其中主磁路1为：外上梯形球面磁钢产生的磁通由
N极出发，穿过外上球面顺磁环、气隙上端和内上球面顺磁环，到达内上梯形球面磁钢的S
极，由内上梯形球面磁钢的N极流出，穿过内上导磁套、内辅助气隙和内下导磁套，到达内下
梯形球面磁钢的S极，从内下梯形球面磁钢的N极流出，穿过内下球面顺磁环、气隙下端和外
下球面顺磁环，到达外下梯形球面磁钢的S极，从外下梯形球面磁钢的N极流出，穿过外下导
磁套、外辅助气隙和外上导磁套，回到外上梯形球面磁钢的S极；主磁路2为：外上梯形球面
磁钢产生的磁通由N极出发，穿过外上球面顺磁环、气隙上端和内上球面顺磁环，到达内上
梯形球面磁钢的S极，由内上梯形球面磁钢的N极流出，穿过内上导磁套、内辅助气隙和内下
导磁套，到达内下梯形球面磁钢的S极，从内下梯形球面磁钢的的N极流出，穿过内下球面顺
磁环、气隙下端和外下球面顺磁环，到达外下梯形球面磁钢的S极，从外下梯形球面磁钢的N
极流出，穿过外下导磁套、外辅助磁钢和外上导磁套，回到外上梯形球面磁钢的S极；主磁路
3为：外上梯形球面磁钢产生的磁通由N极出发，穿过外上球面顺磁环、气隙上端和内上球面
顺磁环，到达内上梯形球面磁钢的S极，由内上梯形球面磁钢的N极流出，穿过内上导磁套、
内辅助磁钢和内下导磁套，到达内下梯形球面磁钢的S极，从内下梯形球面磁钢的N极流出，
穿过内下球面顺磁环、气隙下端和外下球面顺磁环，到达外下梯形球面磁钢的S极，从外下
梯形球面磁钢的N极流出，穿过外下导磁套、外辅助气隙和外上导磁套，回到外上梯形球面
磁钢的S极；主磁路4为：外上梯形球面磁钢产生的磁通由N极出发，穿过外上球面顺磁环、气
隙上端和内上球面顺磁环，到达内上梯形球面磁钢的S极，从外上梯形球面磁钢的N极流出，
穿过内上导磁套、内辅助磁钢和内下导磁套，到达内下梯形球面磁钢的S极，从内下梯形球
面磁钢的的N极流出，穿过内下球面顺磁环、气隙下端和外下球面顺磁环，到达外下梯形球
面磁钢的S极，从外下梯形球面磁钢的N极流出，穿过外下导磁套、外辅助磁钢和外上导磁
套，回到外上梯形球面磁钢的S极；‑X、+Y和‑Y通道主磁路与之类似。+X通道辅助磁钢产生的
辅助磁路可分为，辅助磁路1、辅助磁路2、外辅助磁路3、辅助磁路4和辅助磁路5。辅助磁路1
为：外辅助磁钢产生的磁通由N极出发，依次穿过外上导磁套、外上梯形球面磁钢、外上球面
顺磁环、气隙上端、内上球面顺磁环、内上梯形球面磁钢、内上导磁套、内辅助气隙、内下导
磁套、内下梯形球面磁钢、内下球面顺磁环、气隙下端、外下球面顺磁环、外下梯形球面磁钢
和外下导磁套，回到外辅助磁钢的S极；辅助磁路2为：外辅助磁钢产生磁通由N极出发，依次
穿过外上导磁套、外辅助气隙和外下导磁套，回到外辅助磁钢的S极；辅助磁路3为：内辅助
磁钢产生的磁通由N极出发，依次穿过内下导磁套、内下梯形球面磁钢、内下球面顺磁环、气
隙下端、外下球面顺磁环、外下梯形球面磁钢、外下导磁套、外辅助气隙、外上导磁套、外上
梯形球面磁钢、外上球面顺磁环、气隙上端、内上球面顺磁环、内上梯形球面磁钢和内上导
磁套，回到内辅助磁钢的S极；辅助磁路4为：内辅助磁钢产生磁通由N极出发，依次穿过内上
导磁套、内辅助气隙和内下导磁套，回到内辅助磁钢的S极；辅助磁路5为：外辅助磁钢产生
的磁通由N极出发，依次穿过外上导磁套、外上梯形球面磁钢、外上球面顺磁环、气隙上端、
内上球面顺磁环、内上梯形球面磁钢和内上导磁套，到达内辅助磁钢的S极，从内辅助磁钢
的N极流出，穿过内下导磁套、内下梯形球面磁钢、内下球面顺磁环、气隙下端、外下球面顺
磁环、外下梯形球面磁钢和外下导磁套，回到外辅助磁钢的S极。‑X、+Y和‑Y通道辅助磁路与
之类似。综上所述，主磁路1磁通、主磁路2磁通、主磁路3磁通、主磁路4磁通、辅助磁路1磁
通、辅助磁路3磁通和辅助磁路5磁通共七个磁通经过气隙，为有效磁通，辅助磁路2磁通和
辅助磁路4磁通不经过气隙，为无效磁通。气隙总磁通为，主磁路1磁通、主磁路2磁通、主磁
路3磁通、主磁路4磁通、辅助磁路1磁通、辅助磁路3磁通和辅助磁路5磁通共七个磁通之和。
路回路中串联磁钢数量提升至六圈，提高了磁路回路中磁动势，提升了轴承悬浮刚度。与现
有的双边磁钢内嵌辅助磁钢构型的洛伦兹轴承相比，采用两个辅助气隙，使得主磁路磁通
大部分穿过辅助气隙形成回路，避免了主磁路磁通穿过辅助磁钢，降低了磁路回路磁阻，提
高了四圈主磁钢磁动势的利用率，从而增大气隙磁密和悬浮刚度。该具有辅助气隙的高刚
度球形洛伦兹偏转轴承通过洛伦兹力精确控制两自由度偏转，输出高精度大力矩，可用于
洛伦兹稳定悬浮平台高动态控制。
附图说明
具体实施方式
它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在
不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
上导磁套3A、外下导磁套3B、外隔磁环4、外上梯形球面磁钢5A、外下梯形球面磁钢5B、外上
球面顺磁环6A、外下球面顺磁环6B、外上磁钢垫圈7A、外下磁钢垫圈7B、外安装套锁母8、外
组件锁母9、转子转盘10、内安装套11、内辅助磁钢12、内上导磁套13A、内下导磁套13B、内隔
磁环14、内上梯形球面磁钢15A、内下梯形球面磁钢15B、内上球面顺磁环16A、内下球面顺磁
环16B、内上磁钢垫圈17A、内下磁钢垫圈17B、内安装套锁母18和内组件锁母19；定子系统主
要包括：定子骨架20、左绕组21A、右绕组21B、前绕组21C、后绕组21D和环氧树脂胶22；外安
装套1位于外辅助磁钢2、外上导磁套3A、外下导磁套3B、外隔磁环4、外上梯形球面磁钢5A、
外下梯形球面磁钢5B、外上球面顺磁环6A、外下球面顺磁环6B、外上磁钢垫圈7A、外下磁钢
垫圈7B和外安装套锁母8的径向外侧，外辅助磁钢2位于外安装套1的径向内侧中心位置，外
上导磁套3A和外下导磁套3B分别位于外辅助磁钢2的轴向上端和轴向下端，外隔磁环4位于
外辅助磁钢2径向内侧中心位置，外上梯形球面磁钢5A、外上球面顺磁环6A和外上磁钢垫圈
7A位于外上导磁套3A的径向内侧和外隔磁环4的轴向上端，外下梯形球面磁钢5B、外下球面
顺磁环6B和外下磁钢垫圈7B位于外下导磁套3B的径向内侧，以及外隔磁环4的轴向下端，外
上梯形球面磁钢5A和外下梯形球面磁钢5B分别位于外隔磁环4的轴向上端和下端，外上球
面顺磁环6A和外下球面顺磁环6B分别位于外隔磁环4的轴向上端和下端，外上球面顺磁环
6A和外下球面顺磁环6B分别位于外上梯形球面磁钢5A和外下梯形球面磁钢5B的径向内侧，
外上磁钢垫圈7A位于外上导磁套3A的径向内侧，外上磁钢垫圈7A位于外上梯形球面磁钢5A
和外上球面顺磁环6A的轴向上端，外下磁钢垫圈7B位于外下导磁套3B的径向内侧，外下磁
钢垫圈7B位于外下梯形球面磁钢5B和外下球面顺磁环6B的轴向下端，外安装套锁母8位于
外下导磁套3B和外下磁钢垫圈7B的轴向下端，外辅助磁钢2、外上导磁套3A、外下导磁套3B、
外隔磁环4、外上梯形球面磁钢5A、外下梯形球面磁钢5B、外上球面顺磁环6A、外下球面顺磁
环6B、外上磁钢垫圈7A和外下磁钢垫圈7B位于外安装套1径向内侧，并通过外安装套锁母8
与外安装套1之间的螺纹配合安装到外安装套1上，外组件锁母9位于外安装套1和外安装套
锁母8的轴向下端，外组件锁母9位于转子转盘10环形槽外壁径向内侧，外安装套1、外辅助
磁钢2、外上导磁套3A、外下导磁套3B、外隔磁环4、外上梯形球面磁钢5A、外下梯形球面磁钢
5B、外上球面顺磁环6A、外下球面顺磁环6B、外上磁钢垫圈7A、外下磁钢垫圈7B、外安装套锁
母8位于转子转盘10环形槽外壁径向内侧，并通过外组件锁母9与转子转盘10环形槽之间的
螺纹配合安装在转子转盘10上，内安装套11位于内辅助磁钢12、内上导磁套13A、内下导磁
套13B、内隔磁环14、内上梯形球面磁钢15A、内下梯形球面磁钢15B、内上球面顺磁环16A、内
下球面顺磁环16B、内上磁钢垫圈17A、内下磁钢垫圈17B、内安装套锁母18的径向内侧，内辅
助磁钢12位于内安装套11的径向外侧中心位置，内上导磁套13A和内下导磁套13B分别位于
内辅助磁钢12的轴向上端和下端，内隔磁环14位于内辅助磁钢12的径向外侧中心位置，内
上梯形球面磁钢15A、内上球面顺磁环16A和内上磁钢垫圈17A位于内上导磁套13A的径向外
侧和内隔磁环14的轴向上端，内下梯形球面磁钢15B、内下球面顺磁环16B和内下磁钢垫圈
17B位于内下导磁套13B的径向外侧和内隔磁环14的轴向下端，内上梯形球面磁钢15A和内
下梯形球面磁钢15B分别位于内隔磁环14的轴向上端和下端，内上球面顺磁环16A和内下球
面顺磁环16B分别位于内隔磁环14的轴向上端和下端，内上球面顺磁环16A和内下球面顺磁
环16B分别位于内上梯形球面磁钢15A和内下梯形球面磁钢15B的径向外侧，内上磁钢垫圈
17A位于内上导磁套13A的径向外侧，内上磁钢垫圈17A位于内上梯形球面磁钢15A和内上球
面顺磁环16A的轴向上端，内下磁钢垫圈17B位于内下导磁套13B的径向外侧，内下磁钢垫圈
17B位于内下梯形球面磁钢15B和内下球面顺磁环16B的轴向下端，内安装套锁母18位于内
安装套11的径向外侧，内安装套锁母18位于内下导磁套13B和内下磁钢垫圈17B的轴向下
端，内辅助磁钢12、内上导磁套13A、内下导磁套13B、内隔磁环14、内上梯形球面磁钢15A、内
下梯形球面磁钢15B、内上球面顺磁环16A、内下球面顺磁环16B、内上磁钢垫圈17A和内下磁
钢垫圈17B位于通过内安装套11径向内侧，并通过内安装套锁母18与内安装套11之间的螺
纹配合安装在内安装套11上，内组件锁母19位于转子转盘10的径向外侧，内组件锁母19位
于内安装套11和内安装套锁母18的轴向下端，内安装套11、内辅助磁钢12、内上导磁套13A、
内下导磁套13B、内隔磁环14、内上梯形球面磁钢15A、内下梯形球面磁钢15B、内上球面顺磁
环16A、内下球面顺磁环16B、内上磁钢垫圈17A、内下磁钢垫圈17B、内安装套锁母18位于转
子转盘10环形槽内壁径向外侧，并通过内组件锁母19与转子转盘10环形槽之间的螺纹配合
安装在转子转盘10上，定子骨架20位于外隔磁环4、外上梯形球面磁钢5A、外下梯形球面磁
钢5B、外上球面顺磁环6A、外下球面顺磁环6B、外上磁钢垫圈7A、外下磁钢垫圈7B、外安装套
锁母8和外组件锁母9的径向内侧，定子骨架20位于内隔磁环14、内上梯形球面磁钢15A、内
下梯形球面磁钢15B、内上球面顺磁环16A、内下球面顺磁环16B、内上磁钢垫圈17A、内下磁
钢垫圈17B、内安装套锁母18和内组件锁母19的径向外侧，定子骨架20具有左、右、前、后四
个凸台，左绕组21A、右绕组21B、前绕组21C、后绕组21D分别绕在定子骨架20左、右、前、后四
个凸台上，并通过环氧树脂胶22固定。外隔磁环4、外上梯形球面磁钢5A、外下梯形球面磁钢
5B、外上球面顺磁环6A、外下球面顺磁环6B、外上磁钢垫圈7A、外下磁钢垫圈7B、外安装套锁
母8和外组件锁母9的径向内侧与内隔磁环14、内上梯形球面磁钢15A、内下梯形球面磁钢
15B、内上球面顺磁环16A、内下球面顺磁环16B、内上磁钢垫圈17A、内下磁钢垫圈17B、内安
装套锁母18和内组件锁母19的径向外侧之间形成气隙23，外辅助磁钢2径向内侧、外上导磁
套3A轴向下端和外下导磁套3B轴向上端之间形成外辅助气隙24，内辅助磁钢12径向外侧、
内上导磁套13A轴向下端和内下导磁套13B轴向上端之间形成内辅助气隙25。
本发明技术解决方案的+X通道主磁路4示意图，如图2a所示，主磁路1为：外上梯形球面磁钢
5A产生的磁通由N极出发，穿过外上球面顺磁环6A、气隙23上端和内上球面顺磁环16A，到达
内上梯形球面磁钢15A的S极，经内上导磁套13A穿过内辅助气隙25进入内下导磁套，到达内
下梯形球面磁钢15B的S极，从内下梯形球面磁钢的15B的N极流出，穿过内下球面顺磁环
16B、气隙23下端和外下球面顺磁环6B，到达外下梯形球面磁钢5B的S极，从外下梯形球面磁
钢5B的N极流出，穿过外下导磁套3B、外辅助气隙24和外上导磁套3A回到外上梯形球面磁钢
5A的S极；如图2b所示，主磁路2为：外上梯形球面磁钢5A产生的磁通由N极出发，穿过外上球
面顺磁环6A、气隙23上端和内上球面顺磁环16A，到达内上梯形球面磁钢15A的S极，经内上
导磁套13A穿过内辅助气隙25进入内下导磁套，到达内下梯形球面磁钢15B的S极，从内下梯
形球面磁钢的15B的N极流出，穿过内下球面顺磁环16B、气隙23下端和外下球面顺磁环6B，
到达外下梯形球面磁钢5B的S极，从外下梯形球面磁钢5B的N极流出，穿过外下导磁套3B、外
辅助磁钢2和外上导磁套3A回到外上梯形球面磁钢5A的S极；如图2c所示，主磁路3为：外上
梯形球面磁钢5A产生的磁通由N极出发，穿过外上球面顺磁环6A、气隙23上端和内上球面顺
磁环16A，到达内上梯形球面磁钢15A的S极，经内上导磁套13A穿过内辅助磁钢12进入内下
导磁套，到达内下梯形球面磁钢15B的S极，从内下梯形球面磁钢的15B的N极流出，穿过内下
球面顺磁环16B、气隙23下端和外下球面顺磁环6B，到达外下梯形球面磁钢5B的S极，从外下
梯形球面磁钢5B的N极流出，穿过外下导磁套3B、外辅助气隙24和外上导磁套3A回到外上梯
形球面磁钢5A的S极；如图2d所示，主磁路4为：外上梯形球面磁钢5A产生的磁通由N极出发，
穿过外上球面顺磁环6A、气隙23上端和内上球面顺磁环16A，到达内上梯形球面磁钢15A的S
极，经内上导磁套13A穿过内辅助磁钢12进入内下导磁套，到达内下梯形球面磁钢15B的S
极，从内下梯形球面磁钢的15B的N极流出，穿过内下球面顺磁环16B、气隙23下端和外下球
面顺磁环6B，到达外下梯形球面磁钢5B的S极，从外下梯形球面磁钢5B的N极流出，穿过外下
导磁套3B、外辅助磁钢2和外上导磁套3A回到外上梯形球面磁钢5A的S极。
图3d为本发明技术解决方案的+X通道辅助磁路4示意图，图3e为本发明技术解决方案的+X
通道辅助磁路5示意图，如图3a所示，辅助磁路1为：辅助磁钢2产生的磁通由N极出发，依次
穿过外上导磁套3A、外上梯形球面磁钢5A、外上球面顺磁环6A、气隙23上端、内上球面顺磁
环16A、内上梯形球面磁钢15A、内上导磁套13A、内辅助气隙25、内下导磁套13B、内下梯形球
面磁钢15B、内下球面顺磁环16B、气隙23下端、外下球面顺磁环6B、外下梯形球面磁钢5B和
外下导磁套3B，回到外辅助磁钢2的S极；如图3b所示，辅助磁路2为：外辅助磁钢2产生磁通
由N极出发，依次穿过外上导磁套3A、外辅助气隙24和外下导磁套3B，回到外辅助磁钢2的S
极；如图3c所示，辅助磁路3为：内辅助磁钢12产生的磁通由N极出发，依次穿过内下导磁套
13B、内下梯形球面磁钢15B、内下球面顺磁环16B、气隙23下端、外下球面顺磁环6B、外下梯
形球面磁钢5B、外下导磁套3B、外辅助气隙24、外上导磁套3A、外上梯形球面磁钢5A、外上球
面顺磁环6A、气隙23上端、内上球面顺磁环16A、内上梯形球面磁钢15A和内上导磁套13A，回
到内辅助磁钢12的S极；如图3d所示，辅助磁路4为：内辅助磁钢12产生磁通由N极出发，依次
穿过内上导磁套13A、内辅助气隙25和内下导磁套13B，回到内辅助磁钢12的S极；如图3e所
示，辅助磁路5为：外辅助磁钢2产生的磁通由N极出发，依次穿过外上导磁套3A、外上梯形球
面磁钢5A、外上球面顺磁环6A、气隙23上端、内上球面顺磁环16A、内上梯形球面磁钢15A和
内上导磁套13A，到达内辅助磁钢12的S极，从内辅助磁钢12的N极流出，穿过内下导磁套
13B、内下梯形球面磁钢15B、内下球面顺磁环16B、气隙23下端、外下球面顺磁环6B、外下梯
形球面磁钢5B和外下导磁套3B，回到外辅助磁钢2的S极。
形球面磁钢5B、外上球面顺磁环6A、外下球面顺磁环6B、外上磁钢垫圈7A、外下磁钢垫圈7B
和外安装套锁母8；外安装套1位于外辅助磁钢2、外上导磁套3A、外下导磁套3B、外隔磁环4、
外上梯形球面磁钢5A、外下梯形球面磁钢5B、外上球面顺磁环6A、外下球面顺磁环6B、外上
磁钢垫圈7A、外下磁钢垫圈7B和外安装套锁母8的径向外侧，外辅助磁钢2位于外安装套1的
径向内侧中心位置，外上导磁套3A和外下导磁套3B分别位于外辅助磁钢2的轴向上端和轴
向下端，外隔磁环4位于外辅助磁钢2径向内侧中心位置，外上梯形球面磁钢5A、外上球面顺
磁环6A和外上磁钢垫圈7A位于外隔磁环4的轴向上端，外下梯形球面磁钢5B、外下球面顺磁
环6B和外下磁钢垫圈7B位于外隔磁环4的轴向下端，外上梯形球面磁钢5A和外下梯形球面
磁钢5B分别位于外隔磁环4的轴向上端和下端，外上球面顺磁环6A和外下球面顺磁环6B分
别位于外上梯形球面磁钢5A和外下梯形球面磁钢5B的径向内侧，外上磁钢垫圈7A位于外上
梯形球面磁钢5A和外上球面顺磁环6A的轴向上端，外下磁钢垫圈7B位于外下梯形球面磁钢
5B和外下球面顺磁环6B的轴向下端，外安装套锁母8位于外下导磁套3B和外下磁钢垫圈7B
的轴向下端，外辅助磁钢2、外上导磁套3A、外下导磁套3B、外隔磁环4、外上梯形球面磁钢
5A、外下梯形球面磁钢5B、外上球面顺磁环6A、外下球面顺磁环6B、外上磁钢垫圈7A和外下
磁钢垫圈7B通过外安装套锁母8与外安装套1之间的螺纹配合安装到外安装套1上，外辅助
磁钢2径向内侧、外上导磁套3A轴向下端和外下导磁套3B轴向上端之间形成外辅助气隙24，
外辅助气隙24的轴向长度约为外辅助磁钢2的1/4，径向宽度约为外辅助磁钢2的2/3。所述
的外辅助磁钢2、外上梯形球面磁钢5A和外下梯形球面磁钢5B为钕铁硼合金或衫钴合金硬
磁材料；所述的外安装套1、外隔磁环4、外上磁钢垫圈7A、外下磁钢垫圈7B、外安装套锁母8
和外组件锁母9均为导热性能较好的硬铝合金2A12或超硬铝合金7A09棒材材料；所述的外
上导磁套3A、外下导磁套3B、外上球面顺磁环6A和外下球面顺磁环6B均为1J50或1J22棒材
材料。
内下梯形球面磁钢15B、内上球面顺磁环16A、内下球面顺磁环16B、内上磁钢垫圈17A、内下
磁钢垫圈17B和内安装套锁母18；内安装套11位于内辅助磁钢12、内上导磁套13A、内下导磁
套13B、内隔磁环14、内上梯形球面磁钢15A、内下梯形球面磁钢15B、内上球面顺磁环16A、内
下球面顺磁环16B、内上磁钢垫圈17A、内下磁钢垫圈17B、内安装套锁母18的径向内侧，内辅
助磁钢12位于内安装套11的径向外侧中心位置，内上导磁套13A和内下导磁套13B分别位于
内辅助磁钢12的轴向上端和下端，内隔磁环14位于内辅助磁钢12的径向外侧中心位置，内
上梯形球面磁钢15A、内上球面顺磁环16A和内上磁钢垫圈17A位于内隔磁环14的轴向上端，
内下梯形球面磁钢15B、内下球面顺磁环16B和内下磁钢垫圈17B位于内隔磁环14的轴向下
端，内上梯形球面磁钢15A和内下梯形球面磁钢15B分别位于内隔磁环14的轴向上端和下
端，内上球面顺磁环16A和内下球面顺磁环16B分别位于内上梯形球面磁钢15A和内下梯形
球面磁钢15B的径向外侧，内上磁钢垫圈17A位于内上梯形球面磁钢15A和内上球面顺磁环
16A的轴向上端，内下磁钢垫圈17B位于内下梯形球面磁钢15B和内下球面顺磁环16B的轴向
下端，内安装套锁母18位于内下导磁套13B和内下磁钢垫圈17B的轴向下端，内辅助磁钢12、
内上导磁套13A、内下导磁套13B、内隔磁环14、内上梯形球面磁钢15A、内下梯形球面磁钢
15B、内上球面顺磁环16A、内下球面顺磁环16B、内上磁钢垫圈17A和内下磁钢垫圈17B通过
内安装套锁母18与内安装套11之间的螺纹配合安装在内安装套11上，内辅助磁钢12径向外
侧、内上导磁套13A轴向下端和内下导磁套13B轴向上端之间形成内辅助气隙25，内辅助气
隙25的轴向长度约为内辅助磁钢12的1/4，径向宽度约为内辅助磁钢11的2/3。所述的内辅
助磁钢12、内上梯形球面磁钢15A和内下梯形球面磁钢15B为钕铁硼合金或衫钴合金硬磁材
料；所述的内安装套11、内隔磁环14、内上磁钢垫圈17A、内下磁钢垫圈17B、内安装套锁母18
和内组件锁母19均为导热性能较好的硬铝合金2A12或超硬铝合金7A09棒材材料；所述的内
上导磁套13A、内下导磁套13B、内上球面顺磁环16A和内下球面顺磁环16B均为1J50或1J22
棒材材料。
前绕组21C、后绕组21D分别绕在定子骨架20左、右、前、后四个凸台上，并通过环氧树脂胶22
固定；所述的环氧树脂胶22固化环境为常温真空环境，固化时间不低于72小时。
绕组21C、后绕组21D定位缠绕。
辅助磁钢产生的辅助磁路磁通大部分穿过对面位置的辅助气隙形成回路，提高了两圈辅助
磁钢磁动势的利用率，两者共同作用，大幅提高了气隙磁密大小，从而提升了轴承系统的悬
浮刚度。
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。