Магнитная опора

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Зся) С 12 В 3/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3370816/18-21

{25) 3371008/18-21, 3370815/18-21, 3371.009/18-21 (22),11.12.81 (М) 15.07.83. Вюл. и .26 (72) А.А. Геркус, О.А. Мернаков, 6.Н. Суббота, Г.А. Сапожников, В.М. Кушуль и .В.Н. Григорьев (71) 11енинградский институт авиационного приборостроения (53) 535Л53.31(088.8) . (56) 1. Выаков 1О-.Д.,Иванов В.И. Маг-, нитные опоры в автоматике, М., "Энер.гия", 1978, с.. 53, 70.

„„SU„„: 1028714 A (54) (57) 1. МАГНИТНАЯ ОПОРА, содержаи ая два силовых электромагнита, обмотка каждого из которых соединена последовательно с источником переменного тока и соответствукнцими резонансной электрической цепью и обмоткой обрат-. ной связи, отличающаяся тем, что, с целью повышения устойчивости, в нее введен дифференциальный электромагнитный демпфер, к которому подключены обмотки обратной связи..

1 О?8714

2. Опора по и. 1, о т л и ч а ю " щ а я с я тем, что дифференциальный электромагнитный демпфер выполнен в виде 0-образного сосуда с магнитной жидкостью и управляемого источника магнитного поля, обмотка которого размещена на средней части U-образного сосуда, на торцовых частях которого расположены обмотки обратной связи.

3. Опора по и. 1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что дифференциальный электромагнитный демпфер выполнен в виде цилиндрического сосуда.с диэлект.

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть исполь" зовано в качестве устройства для без" контактного подвеса подвижных узлов приборов. 9

Известна магнитная опора, содержащая два силовых электромагнита, обмотка каждого из которых соединена по" следовательно с источником переменно- го тока и соответствующими резонанс- Щ ной электрической цепью и обмоткой об ратной связи, а также корректирующую электрическую цепь. Кроме того,,резо-" нансная электрическая цепь может быть выполнена в виде последовательно 15 соединенных конденсатора и мостового выпрямителя, в диагональ нагрузки которого включена обмотка обратной связи 1 1.

В известном устройстве в качестве gp корректирующих цепей используются

КсС- или %С "дифференцирующие звенья . как на переменном, так и на постоян«: ном токе, включаемые в цепь магнитно..

ro подвеса. Они могут включаться совместно с усилительными или нелиней- ными элементами. Недостатками опор с такими. корректирующими цепями являются наличие электрической связи между резонансной цепью подвеса и корректирующей. Эта связь, ухудшая добротность резонансного контура опоры, снижает ее жесткость. Наличие в цепях подвеса дополнительных усилительных и нелинейных элементов снижает надежность подвеса. Кроме это-! го, корректирующие цепи на перемен" ном токе теряют свои дифференцируюрической жидкостью, в средней части которого расположен подпружиненный постоянный магнит, а.- на торцовых частях расположены обмотки обратной связи.

4. Опора по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что управляемый источник магнитного поля дифференциального электромагнитного демпфера выполнен в виде последовательно соединенных обмотки и дифференциального усилителя, входы которого подключены параллельно к соответствующим обмоткам обратной связи.

2 щие свойства, а опора теряет устойчивость при изменении частоты питания. Пассивные электрические корректируюц ие цепи,.всегда включающие в себя резисторы, обладают достаточно высокими электрическими потерями на переменною токе. Это существенно

;снижает добротность электрической

,резонансной цепи опоры и приводит к уменьшению ее механической жесткости и устойчивости.

Цель изобретения - повышение устойчивости магнитной опоры.

Поставленная цель достигается тем,, что магнитная опора, содержащая два силовых электромагнита, обмот. ка каждого из которых соединена последовательно с источником переменного тока и соответствующими резонансной электрической цепью и обмоткой обратной связи, в нее введен дифференциальный электромагнитный цемпфер, к которому подключены обмотки обратной связи. Кроме того, дифференциальный электромагнитный демпфер.выполнен в виде Q -образного сосуда с магнитной жидкостью и управляемого источника магнитного поля, обмотка которого размещена на средней части l3-образного сосуда, на торцовых частях которого расположены обмотки обратной связи.

Кроке того, дифференциальный электромагнитный демпфер выполнен в виде цилиндрического сосуда с диэлектрической жидкостью,, в средней части которого расположен подпружиненный постоянный магнит, а на торцовых час28714

3 10 тях. расположены обмотки обратно" связи.

Кроме того, управляемый источник магнитного поля дифференциального электромагнитного демйфера выполнен ";в виде последовательно соединенных обмотки и дифференциального усилителя, входы которого подключены параллельно к соответствующим обмоткам обратной связи.

На фиг. 1, 2.и 3 представлены варианты выполнения двухсторонней магнитной опоры; на фиг. 4 - односторонняя огюра.

Иагнитная опора содержит подвешиваемое тело 1, силовые электромагниты 2 и 3, расположенные на оси подвеса с обоих сторон подвешиваемого тела 1, резонансные электрические цепи 4 и 5, обмотки 6 .и 7 обратной связи, источник .8 переменного тока и диф ференциальный электромагнитный демпфер 9, Резонансные электрические цепи 4 и 5 выполнены в виде конденсаторов 10 и 11, к которым при работе дифференциального электромагнитного демпфера на постоянном токе, последовательно подключены мостовые выпрями. тели 12 и t3.

Дифференциальный электромагнитный демпфер 9 содержит сосуд 14, запол-. ненный вязкой магнитной жидкостью, в средней части которого расположена обмотка 15 управляемого источника l6 магнитного поля, содержащего дифференциальный усилитель l7 (Фиг. 1), либо источник 18 тока и:потенциометр 19 (фиг. ?). Обмотки 6 и 7 размещается на торцовых частях сосуда 14

С целью демпфирования вынужденных колебаний сосуд 14 выполнен цилиндричес ким (Фиг. 3), и в средней его части помещен подпружиненный постоянный магнит 20.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении подвешиваемого тела 1 в сторону силового электромагни та 3 зазор между силовым электромаг.нитои 2 и телом 1 увеличивается. Пьре менный. ток в силовом электромагнйте 2 возрастает за счет резонансных свойст

ЙС-контура, образованного обмоткой электромагнита 2 и резонансной элект-рической цепью 4. Соответственно возрастает сила тяги электромагни1а 2.

В это же время зазор между телом 1 и силовьш электромагнитом 3 уменьшается, соответственно уменьшается ток и сила тяги электромагнита 3. Таким образом, создается статически устой чивый подвес.

Одновременно выпрямленный мосто вым выпрямителем 1? ток силового, электромагнита 2 в обмотке 6 также ,увеличивается (фиг.(1, 3 и 4), а ток силового электромагнита 3 в обмотке 7 уменьшается (Фиг. 1 и 3).

Аналогично происходит изменение переменного тока в обмотках 6 и 7 (фиг. ?).

Это приводит к соответствующему изменение сил притяжения, действующих на магнитную жидкость в сосуде 14 фиг. 1, ? и 4) или на постоянный магнит 20 фиг. 3). При перетекании магнитной. жидкости или перемещении,по. стоянного магнита 20 в сосуде 14.с диэлектрической жидкостью имеет место диссинация энергии и демпфирова"

20 ние колебаний подвешиваемого тела 1.

Эффект демпфирования усиливается наличием управляемого источника 16 магнитного поля, позволяющего изменять

25 вручную, с помощью потен циаме тра 1 9, фиг. 7), или автоматически (фиг, 1)) ток в обмотке 15, что приводит к изменению вязкости магнитной жидкости в средней части сосуда 14.

Так, например, если тело 1 заниает центральное положение относи» тельно силовых электромагнитов 2 и 3, то токи через эти электромагниты одинаковы. Следовательно, одинаковые па. з5 дения напряжений на обмотках 6 и 7 (фиг. 1) . Так как последние подключены к входам дифференциального усилителя 17 в противофазе, то на его выходе сигнал отсутствует. При переме-40 щении тела 1 из цен грального положения ток через один силовой электромагнит {2 или 31 уменьшается, через второй 3 или 2 ) - увеличивается. Соответственно изменяются падения на4g пряжений, на обмотках 6 и 7 и на входах дифференциального усилителя 17, на выходе которого появляется разностное напряжение, вызывающее ток в обмотке 15 управляемого источни-> ка 16 магнитного поля, что приводит в .к увеличению степени демпфирования пропорционально отклонению подвешиваемого тела 1 от центрального положения.

Я при воздействии инерционных возмущений на платформу, на которой ус- . тановлен магнитный подвес, магнит 20 и подвешенное тело 1 испытывают поступательное перемещение (фиг. 3).

10?8714

Фиг,2

Если жидкость упругого закрепления . постоянного магнита 20 равна механи" ческой жесткости магнитного подвеса, то перемещение магнита 20 и подве" иенного тела 1 синфазны. При переме" щении магнита ?0 относительно обмоток 6 и 7, в последних в соответствии с законом электромагнитной индук ции наводится ЭДС, величина которой пропорциональна скорости движения маг- t0 нита 20, а, следовательно, и подвешиваемого тела 1, ЭДС в обмотках 6 и 7 равны и.противоположны по знаку. При соответствующем подключении обмоток 6 и 7 к мостовым выпрямителям 12 и 13> переменный ток в одном из них возрастает, а в другом - уменьшается, что вызывает соответствующее изменение сил притяжения между силовыми электромагнитами 2 и 3 и подвещиваемым те" 20 лом 1.

Таким образом, предлагаемое устроиство обеспечивает эффективное демпфирование колебаний подвешиваемого тела, обладает малым активным сопротивлением резонансного электрического контура. которое в предлагаемом устройстве . в 2,6-2,8 разаменьше, чемв известном.

Это обеспечивает увеличение жесткости магнитной опоры во столько же раз, а, следовательно, и увеличение устойчивости опоры, поскольку жесткость магнитного подвеса прямо пропорциональна добротности резонансно-, го электрического контура.

Предлагаемое устройство отличается высокой надежностью, поскольку не требует использования сложных активных корректирующих цепей. Все это позволяет повысить точность и надежность приборов с бесконтактным подвесом подвижной .части.

Фи14

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Составитель С. йумилишская л

Редактор Н. Воловик Техред И,Гайду Корректор В. Гирняк.

Заказ 1.895/75 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130Я Москва Ж-35 Раушская наб. g. 4/$