Радиальный магнитный подшипник, имеющий радиально шихтованный ротор

Авторы патента:

ФОЛЛЬМЕР Рольф (DE)

БОТТ Эрих (DE)

F16C32/04 - с использованием магнитных или электрических опор

Владельцы патента RU 2576307:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Изобретение относится к радиальному магнитному подшипнику. Радиальный магнитный подшипник имеет статор и ротор, который оперт в статоре с возможностью вращения, при этом ротор имеет вал (7), а этот вал (7) окружен кольцеобразной системой (5) пакета сердечника. Система пакета сердечника имеет отдельные листы. Отдельные листы системы (5) пакета сердечника расположены радиально относительно оси вала (7). Система (5) пакета сердечника имеет втулку, которая закреплена на валу (7). При этом смежные отдельные листы системы (5) пакета сердечника соединены друг с другом с замыканием материала, а втулка образована отдельными листами (6) системы (5) пакета сердечника. Технический результат: создание радиального магнитного подшипника, в котором снижаются вихревые токи в окружном направлении, при этом обеспечивается снижение магнитного сопротивления в осевом направлении. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Настоящее изобретение касается радиального магнитного подшипника, имеющего статор и ротор, который оперт в статоре с возможностью вращения, при этом ротор имеет вал, и этот вал окружен кольцеобразной системой пакета сердечника, и система пакета сердечника имеет отдельные листы.

У традиционного радиального магнитного подшипника статор имеет катушки, которые направлены радиально внутрь к опираемому валу, т. е. оси катушек проходят по существу радиально.

Из книги «Magnetic Bearings» («Магнитные подшипники) Герхарда Швайцера и Эрика Х. Масслена, издательство Шпрингер, Берлин, 2009 г., XV, страницы 82-84 и 96, известны радиальные магнитные подшипники, имеющие осевые катушки. Это означает, что оси катушек распространяются параллельно оси подшипника. Соответственно этому поток как в катушках, так и в роторе проходит по существу в осевом направлении.

Радиальные магнитные подшипники должны быть в состоянии регулировать высокие динамические возмущающие воздействия. При этом сила должна следовать току с наименьшим возможным замедлением. Вследствие вихревых токов в роторе происходит зависящее от времени вытеснение поля, что приводит к частотной зависимости силы подшипника. Кроме того, вихревые токи приводят к потерям и нагреву ротора. Из-за этого в итоге снижается коэффициент полезного действия машины. Чтобы противодействовать этому, часто бывает предусмотрено шихтованное магнитное обратное замыкание на валу, которое снижает вихревые токи.

За потери от вихревых токов ответственны по существу числа полюсов магнитных полей, частота вращения вала и вид шихтовки. Для достижения низких частот перемагничивания стремятся к небольшому числу полюсов. Но при этом магнитное поле глубоко проникает в ротор и требует, таким образом, шихтовки с высоким ярмом ротора, что приводит тогда к тонкому валу. Когда превышается критическая склонность к самовозбуждению, число полюсов должно повышаться, что снова приводит к повышенным частотам и потерям.

Из US 6121704 A и JP 11101233 A известны радиальные магнитные подшипники, которые имеют статор и ротор с валом. Вал окружен кольцеобразной системой сердечника, при этом отдельные листы этой системы сердечника расположены радиально относительно оси вала. Отдельные листы выполнены I-образно и соединены друг с другом в окружном направлении. Отдельные листы закреплены на валу с помощью крепежного элемента и фиксирующего кольца.

Кроме того, GB 2246401 A описывает осевой упорный магнитный подшипник, у которого статор и ротор имеют несколько отдельных листов, которые ориентированы радиально относительно оси вала. Отдельные листы ротора оперты на ступицу.

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить радиальный магнитный подшипник, у которого дополнительно снижаются вихревые токи.

В соответствии с изобретением эта задача решается с помощью радиального магнитного подшипника по п. 1 формулы изобретения. Радиальный магнитный подшипник включает в себя статор и ротор, который оперт в статоре с возможностью вращения, при этом ротор имеет вал, и этот вал окружен кольцеобразной системой пакета сердечника, и система пакета сердечника имеет отдельные листы, при этом отдельные листы системы пакета сердечника расположены радиально относительно оси вала.

Предпочтительным образом ротор магнитного подшипника имеет, таким образом, отдельные листы, которые выступают радиально наружу относительно оси ротора. При этом могут сильно снижаться вихревые токи в тангенциальном направлении или соответственно в окружном направлении.

Система пакета сердечника имеет втулку, которая закреплена на валу. При этом система пакета сердечника может несколькими приемами надежно крепиться на валу. При этом втулка образована отдельными листами системы пакета сердечника, причем отдельные листы располагаются кольцеобразно друг возле друга.

Смежные отдельные листы системы пакета сердечника соединены друг с другом с замыканием материала. В частности, смежные отдельные листы системы пакета сердечника могут быть сварены друг с другом. Но отдельные листы системы пакета сердечника могут быть также спаяны или склеены друг с другом. С помощью такого рода соединения посредством материала может реализовываться просто монтируемая втулка. Альтернативно смежные отдельные листы могут быть также соединены друг с другом с геометрическим замыканием.

Предпочтительным образом втулка напрессована на вал в горячем состоянии. При этом не требуется никакой дополнительный компонент для крепления втулки на валу. Кроме того, при напрессовывании в горячем состоянии образуется очень прочное соединение.

Между двумя соседними отдельными листами системы пакета сердечника может всегда иметься клинообразный зазор. Это происходит, в частности, тогда, кода отдельные листы в радиальном направлении относительно оси ротора имеют постоянную толщину.

В одном из особых вариантов осуществления отдельные листы по внутреннему периметру системы пакета сердечника примыкают каждый непосредственно к смежным с ними отдельным листам. Благодаря этому система пакета сердечника приобретает сплошную внутреннюю боковую поверхность. При этом получается также наиболее плотная радиальная шихтовка в окружном направлении.

Как упомянуто выше, при необходимости между смежными отдельными листами системы пакета сердечника всегда имеется клинообразный зазор. Этот клинообразный зазор предпочтительно наполнен непроводящим твердым материалом. Этот непроводящий твердый материал служит для прерывания течения тока в окружном направлении ротора. В принципе, клинообразные зазоры между отдельными листами необязательно должны быть заполнены. Но тогда система пакета сердечника является менее стабильной и обладает более высоким сопротивлением движению.

Твердый материал для наполнения клинообразных зазоров может состоять из пластмассы, стекла или керамики. В частности, в качестве этого твердого материала пригодна эпоксидная смола или низкоплавкое стекло. При необходимости применяемая керамика может быть также спечена.

Теперь настоящее изобретение поясняется подробнее с помощью прилагаемых чертежей, на которых показано:

фиг. 1: продольное сечение ротора радиального магнитного подшипника по оси ротора;

фиг. 2: увеличенный фрагмент фиг. 1;

фиг. 3: вид с торцевой стороны ротора с фиг. 1;

фиг. 4: вид с торцевой стороны предлагаемой изобретением системы пакета сердечника;

фиг. 5: система пакета сердечника с фиг. 4 на валу;

фиг. 6: увеличенный фрагмент системы пакета сердечника с фиг. 4 на виде в перспективе; и

фиг. 7: фрагмент фиг. 6 на виде с торцевой стороны.

Изложенные подробнее ниже примеры осуществления представляют собой предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.

Однако для лучшего понимания изобретения сначала с помощью фиг. 1-3 поясняется подробнее уровень техники.

Радиальный магнитный подшипник имеет статор и ротор. Статор имеет обычно корпус, который выполнен в виде полого цилиндра. Внутри корпуса находятся, примыкая к стенке корпуса или по меньшей мере повторяя форму стенки корпуса, несколько катушек, предпочтительно четыре катушки. Эти катушки представляют собой осевые катушки или радиальные катушки. Это означает, что оси катушек проходят либо параллельно оси подшипника, либо перпендикулярно ей. Радиально внутри катушек образуется свободное пространство, в котором может свободно двигаться ротор. Такого рода ротор изображен на фиг. 1 в продольном сечении, т. е. в сечении, параллельном оси 1 вращения ротора.

Воспроизведенный на фиг. 1 ротор имеет цилиндрический вал 2. Этот вал частично окружен стандартным пакетом 3 сердечника ротора.

Увеличенный фрагмент II в области стандартного пакета 3 сердечника ротора воспроизведен на фиг. 2. При этом видны отдельные листы 4 пакета сердечника, которые расположены на валу 2. Отдельные листы 4 распространяются всегда главным образом в плоскости, перпендикулярной оси 1 вращения ротора. Это означает, что отдельные листы 4 спакетированы в осевом направлении. При этом могут эффективно подавляться осевые компоненты вихревых токов.

На фиг. 3 показан ротор с фиг. 1 на виде с торцевой стороны. На валу 2 установлена кольцеобразная стандартная система 3 пакета сердечника.

Но изображенная на фиг. 1-3 система 3 пакета сердечника неэффективна для осевой компоненты магнитного потока и повышает магнитное сопротивление в осевом направлении. Поэтому коэффициент полезного действия радиального магнитного подшипника такого рода при определенных обстоятельствах ограничен.

Если рассмотреть ротор радиального подшипника, имеется переменное магнитное поле, частота которого зависит от числа полюсов статора и частоты вращения. Число полюсов статора должно быть как можно меньшим. Поэтому для статора радиального подшипника должно по возможности выбираться число пар полюсов, равное 2. Тем не менее, в роторе вследствие изменений потока в электрически проводящих областях индуцируются токи, что требует особых мер по снижению вихревых токов.

Поэтому в соответствии с изобретением для ротора предусмотрена система пакета сердечника, отдельные листы которой лучеобразно или соответственно радиально выдаются наружу. Такого рода система пакета сердечника воспроизведена на фиг. 4 на виде с торцевой стороны. Система 5 пакета сердечника при этом, как в примере фиг. 1-3, выполнена кольцеобразно. В этом особом примере она имеет форму полого цилиндра. Она может также называться втулкой из радиальных листов, так как она выполняет функцию втулки для ротора и имеет радиально направленные наружу листы. Каждый из отдельных листов 6 проходит по существу в одной плоскости параллельно через ось кольцеобразной системы 5 пакета сердечника.

На фиг. 5 воспроизведена система 5 пакета сердечника на виде в перспективе. При этом она закреплена на валу 7. Кольцеобразная система 5 пакета сердечника имеет внутренний диаметр, который примерно соответствует наружному диаметру вала 7. Предпочтительно система 5 пакета сердечника напрессована в горячем состоянии на вал 7 ротора. Для этого система 5 пакета сердечника имеет несколько меньший внутренний диаметр, чем наружный диаметр вала 7.

Фиг. 6 воспроизводит фрагмент системы 5 пакета сердечника фиг. 4 и 5 на виде в перспективе. Там хорошо видны отдельные листы 6, которые радиально или соответственно лучеобразно отстоят наружу. Все отдельные листы 6 имеют одинаковую толщину. Благодаря тому, что они радиально выдаются наружу, между двумя смежными отдельными листами 6 всегда образуется клинообразный зазор 11. Этот клинообразный зазор сужается в направлении, радиальном относительно центра системы 5 пакета сердечника. В осевом направлении поперечное сечение зазора 11 не изменяется.

Отдельные листы 6 на внутренней боковой поверхности 8 непосредственно прилегают друг к другу, т. е. на внутренней боковой поверхности 8 нет промежутка между отдельными листами 6. Поэтому в этом месте они предпочтительно прикреплены друг к другу.

В примере с фиг. 6 отдельные листы 6 соединены друг с другом посредством материала. В частности, они сварены друг с другом. Это указано на фиг. 6 зонами 9 сварки. Эти зоны 9 сварки образуются, например, при электросварке. Они проходят на определенном радиальном участке. Центром каждой отдельной зоны 9 сварки всегда является та область, в которой два смежных отдельных листа 6 примыкают друг к другу. Сваркой отдельные листы 6 на заданном радиальном участке жестко соединены друг с другом и расходятся все дальше друг от друга с увеличением расстояния от внутренней боковой поверхности 8.

На фиг. 7 изображен фрагмент пакета сердечника с фиг. 6 на виде с торцевой стороны. В этой перспективе снова видны отдельные листы 6, которые лучеобразно или соответственно радиально выдаются наружу от внутренней боковой поверхности 8 кольцеобразной системы 5 пакета сердечника, и клинообразные зазоры 11 между отдельными листами 6. Зазоры 11 при этом не заполнены воздухом, а на фиг. 7 графически обозначено, что зазоры 11 заполнены наполнителем 10. Этот наполнитель 10 должен представлять собой электрически непроводящий органический или неорганический твердый материал. В частности, в качестве наполнителя 10 пригодна эпоксидная смола. Альтернативно для наполнения может также применяться низкоплавкое стекло или керамика. При необходимости керамика спекается в зазоре 11, так что получается соответствующее соединение посредством материала.

Наполнение зазоров 11 имеет преимущества, в частности, при высоких частотах вращения. А именно, наполнение не только уменьшает сопротивление воздуха (по наружному периметру кольцеобразной системы пакета сердечника возникает меньше завихрений воздуха), но и служит также для повышения прочности системы пакета сердечника.

Радиально шихтованная втулка представляет собой, таким образом, конструктивный элемент, который легко может устанавливаться на вал радиального магнитного подшипника и способствует при этом снижению вихревых токов в окружном направлении. Кроме того, благодаря этому обеспечивается снижение магнитного сопротивления в осевом направлении.

1. Радиальный магнитный подшипник, имеющий
- статор и
- ротор, который оперт в статоре с возможностью вращения, при этом
- ротор имеет вал (7),
- вал (7) окружен кольцеобразной системой (5) пакета сердечника, и
- система (5) пакета сердечника имеет отдельные листы (6), при этом
- отдельные листы (6) системы (5) пакета сердечника расположены радиально относительно оси вала (7), и при этом
- система (5) пакета сердечника имеет втулку, которая закреплена на валу (7),
отличающийся тем, что
- смежные отдельные листы (6) системы (5) пакета сердечника соединены друг с другом с замыканием материала, и
- втулка образована отдельными листами (6) системы (5) пакета сердечника.

2. Радиальный магнитный подшипник по п. 1, причем втулка напрессована на вал (7) в горячем состоянии.

3. Радиальный магнитный подшипник по п. 1 или 2, причем между смежными отдельными листами (6) системы (5) пакета сердечника всегда имеется клинообразный зазор (11).

4. Радиальный магнитный подшипник по п. 1 или 2, причем отдельные листы (6) по внутреннему периметру системы (5) пакета сердечника примыкают каждый непосредственно к смежным с ними отдельным листам (6).

5. Радиальный магнитный подшипник по п. 3, причем отдельные листы (6) по внутреннему периметру системы (5) пакета сердечника примыкают каждый непосредственно к смежным с ними отдельным листам (6).

6. Радиальный магнитный подшипник по п. 1 или 2, причем смежные отдельные листы (6) системы (5) пакета сердечника сварены друг с другом.

7. Радиальный магнитный подшипник по п. 3, причем смежные отдельные листы (6) системы (5) пакета сердечника сварены друг с другом.

8. Радиальный магнитный подшипник по п. 3, причем клинообразный зазор (11) наполнен непроводящим твердым материалом (10).

9. Радиальный магнитный подшипник по п. 5 или 7, причем клинообразный зазор (11) наполнен непроводящим твердым материалом (10).

10. Радиальный магнитный подшипник по п. 1, 2 или 5, причем твердый материал (10) состоит из пластмассы, стекла или керамики.

11. Радиальный магнитный подшипник по п. 3, причем твердый материал (10) состоит из пластмассы, стекла или керамики.

12. Радиальный магнитный подшипник по п. 4, причем твердый материал (10) состоит из пластмассы, стекла или керамики.

Изобретение относится к системам подшипников асинхронной электрической машины, и в частности к системам подшипников электродвигателя. Система подшипников для асинхронной электрической машины содержит раму (20), вал (40), вращающийся внутри рамы (20), и опорную обойму подшипника, соединенную с рамой (20) и окружающую по меньшей мере часть вала (40).

Система управления электромагнитным подвесом ротора // 2566671

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в роторных механизмах на электромагнитных опорах. Техническим результатом является повышение быстродействия и динамической точности электромагнитного подвеса ротора.

Управляемый магнитный подшипник на постоянных магнитах и способ управления им // 2563884

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к электромеханическим преобразователям энергии на бесконтактных подшипниках, и может быть использовано для управления положением ротора в магнитных подшипниках.

Бесподшипниковая электрическая машина // 2562448

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в различных установках с высокоскоростным электрическим приводом рабочего органа, в частности, в условиях вакуума.

Магнитный радиальный подшипник с трехфазным управлением // 2562293

Изобретение касается магнитного радиального подшипника и способа управления такого рода магнитным радиальным подшипником. Подшипник включает в себя статор (4), который имеет первую катушку (S1), вторую катушку (S2), третью катушку (S3) и четвертую катушку (S4), из которых первая катушка (S1) и третья катушка (S3) находятся на первой оси (Y), а также вторая (S2) и четвертая (S4) катушки - на второй оси (X) напротив друг друга.

Устройство осевого подшипника с повышенным коэффициентом заполнения активной сталью // 2557350

Изобретение относится к устройству магнитного осевого подшипника с повышенным усилием на единицу поверхности и простой конструкцией. Устройство магнитного осевого подшипника включает в себя кольцевую систему листов электротехнической стали, у которой отдельные листы (80, 90, 170) стали выдаются радиально наружу, а соседние листы (80, 90, 170) стали в окружном направлении образуют зазор (20).

Сверхпроводящий магнитный подвес для кинетического накопителя энергии // 2551864

Изобретение относится к области магнитных опор на основе объемных высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) для кинетических накопителей энергии. Сверхпроводящий магнитный подвес для кинетического накопителя энергии (КНЭ) установлен в корпусе КНЭ, соединенном с системой вакуумной откачки, и включает в себя статор в виде корпуса, содержащего блок высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) элементов с системой охлаждения, постоянные магниты, установленные на валу ротора с зазором относительно корпуса статора.

Магнитная опора ротора турбомашины // 2549736

Изобретение относится к машиностроению, а именно к бесконтактным опорным устройствам с электромагнитными подшипниками для энергетических установок. Магнитная опора ротора турбомашины включает в себя корпус (1) с установленными в нем радиальным активным магнитным подшипником (2) и осевым электромагнитом (3), страховочный шариковый подшипник (4), установленный на валу (5) и закрепленный внешним кольцом (6) в корпусе (7).

Система на гибридных магнитных подшипниках // 2547450

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в качестве подвеса ротора электрических машин. Технический результат: повышение срока службы, энергоэффективности системы.

Способ работы управляемого газомагнитного подшипникового узла и подшипниковый узел // 2545146

Изобретения относятся к области машиностроения, в частности к управляемому газомагнитному подшипниковому узлу и способу его работы. Подшипниковый узел содержит соленоид, магниты, полюса и ярма электромагнитов, вкладыш газового подшипника, отверстия для пористых вставок, рубашку, обмотку электромагнитов, камеру для подачи газовой смазки в пористые вставки, крепления для датчиков измерения зазора, отверстие для подачи газовой смазки в камеру.

Опорный узел магнитного подвеса ротора // 2577437

Изобретение относится к бесконтактным опорным устройствам с активными магнитными подшипниками для роторов вращения, а именно к опорному узлу магнитного подвеса ротора, и может быть использовано при создании высокооборотных машин, например газоперекачивающих агрегатов, с целью улучшения их эксплуатационных характеристик. Опорный узел магнитного подвеса ротора содержит размещенные в общем корпусе и выполненные из сплошного материала два статорных сегментированных диска (1) радиального активного магнитного подшипника с аксиальной обмоткой (3), скрепленные цилиндрическими стержнями (2), Т-образный кольцевой статор (4) осевого активного магнитного подшипника с кольцевой обмоткой (5), скрепленный с дисками (1) через немагнитную шайбу (12), и вложенную между статорными частями радиального и осевого активных магнитных подшипников П-образную кольцевую цапфу (6), закрепленную на валу (7) с зазорами относительно статорных частей посредством разрезной втулки (8). Технический результат: усовершенствование конструкции и повышение технологичности изготовления опорного узла магнитного подвеса ротора, объединяющего в себе функции радиальной и осевой магнитных опор, а также в обеспечении возможности снижения общей длины ротора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Радиальный магнитный подшипниковый узел // 2579369

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при проектировании, например, газотурбинных установок замкнутого цикла большой мощности. Подшипниковый узел включает полый цилиндрический корпус, в полости которого размещена втулка, выполненная из сегментов, и цапфу. Сегменты втулки выполнены из высокотемпературного сверхпроводящего материала, как объемные желобообразные удлиненные элементы одинаковой угловой длины и закреплены на внешней поверхности медной цилиндрической обечайки и отделены друг от друга ее выступами, размещенными в зазорах между сегментами. Медная цилиндрическая обечайка оперта и скреплена с несущим корпусом втулки, содержащим торцевые кольца, скрепленные друг с другом продольными стержнями прямоугольного поперечного сечения, внешняя поверхность которых совпадает с очертаниями торцевых колец и скреплена с внутренней поверхностью медной цилиндрической обечайки. Торцы втулки заглушены круглыми фланцами, поверхность которых, обращенная к втулке, снабжена периферийным кольцевым выступом и центральным цилиндрическим выступом или буртиком, с диаметром, соответствующим диаметру отверстий торцевых колец. При этом диаметр цилиндрической поверхности, образованной сегментами, совпадает с внешним диаметром фланцев и их периферийных кольцевых выступов, которые совпадают с кольцевыми проточками на обращенной к ним кромке поверхности, образованной сегментами втулки. Свободные поверхности фланцев снабжены теплозащитным покрытием. В одном из фланцев и его теплозащитном покрытии выполнены, как минимум, два сквозных отверстия, выполненные с возможностью подвода - отвода охлаждающего агента. На внутренней поверхности полости цилиндрического корпуса сформирована магнитная система, выполненная по схеме Хальбаха. Внутренняя полость, образованная в магнитной системе, образует рабочий зазор с внешней поверхностью втулки с возможностью вращения относительно нее полого цилиндрического корпуса. Технический результат: обеспечение высокой несущей способности радиального подшипникового узла при уменьшении в нем потерь на трение, повышение его надежности работы, повышение механического КПД механизма, повышение окружной скорости цапфы. 2 ил.

Магнитная опора вертикального ротора // 2585002

Изобретение относится к машиностроению и преимущественно, к опорам высокооборотных роторов с вертикальной осью вращения, например, роторов газовых центрифуг, накопителей энергии, гироскопов и подобных устройств. Магнитная опора вертикального ротора содержит установленные соосно вертикальному ротору аксиально намагниченный кольцевой магнит с полюсным наконечником, расположенные на крышке герметичного корпуса, и расположенную напротив нижнего торца магнита ферромагнитную втулку, установленную на верхней крышке тонкостенного вертикального ротора. У нижнего торца ферромагнитной втулки выполнен радиальный кольцевой выступ, выше которого расположена коническая образующая поверхность в форме обратного усеченного конуса. Техническим результатом является создание эффективной конструкции верхней магнитной опоры, обеспечивающей ее радиальную жесткость и прочность, а также повышение надежности работы центрифуги. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Магнитная опора вертикального ротора // 2585797

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к магнитным опорам вертикальных роторов быстровращающихся приборов: гироскопов, накопителей энергии, генераторов, турбомолекулярных насосов, центрифуг и подобных устройств. Магнитная опора вертикального ротора, расположенная в устройстве в виде полого тонкостенного вертикального ротора, установленного в корпусе и опирающегося на подпятник, содержит систему постоянных магнитов, установленных соосно с ротором. Система магнитов содержит магниты, закрепленные на неподвижных элементах устройства, между которыми установлен один или несколько магнитов, закрепленных на вращающихся элементах устройства. Техническим результатом является создание магнитной опоры с усиленной радиальной жесткой связью при сохранении допустимого значения нагрузки на нижнюю опору, обеспечивающей работоспособность быстровращающихся роторов в процессе разгона и эксплуатации, а также повышение надежности и долговечности работы роторов. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Радиальный магнитный подшипник с отдельными листами в тангенциальном направлении // 2587311

Изобретение относится к радиальному магнитному подшипнику для вращательного опирания ротора. Радиальный магнитный подшипник для вращательного опирания ротора (3) содержит статор (2) с несколькими катушечными устройствами (6). Катушечные устройства (6) расположены в направлении периферии вокруг оси (1) подшипника. Каждое из катушечных устройств (6) содержит пакет (7) железа из отдельных листов. Кроме того, каждое из катушечных устройств (6) содержит осевую катушку возбуждения (11), намотанную на соответствующий пакет (7) железа. Отдельные листы в каждом пакете (7) железа шихтованы в тангенциальном направлении, при этом каждая катушка (11) выполнена в виде осевой катушки возбуждения. Технический результат: создание легкомонтируемого и высокодинамичного радиального магнитного подшипника. 31 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ работы трехфазного инвертора питаемого вентильным преобразователем магнитного подшипника // 2588340

Изобретение относится к способу работы трехфазного инвертора (6) питаемого вентильным преобразователем магнитного подшипника (2), в котором находящаяся на верхнем магнитном якоре (8) катушка (12) соединена с помощью первого контактного вывода (20) с первым выходом (W) трехфазного инвертора (6), а находящаяся на нижнем магнитном якоре (10) катушка (14) соединена с помощью своего первого контактного вывода (22) со вторым выходом (V) инвертора (6), и обе катушки (12, 14) с помощью их соответствующего второго контактного вывода (24, 26) соединены с третьим выходом (U) инвертора. Изменяемый управляющий ток магнитного подшипника (2) создается в третьем выходе (U) трехфазного инвертора (6) и разделяется на катушки (12, 14) и соединенные с ними другие выходы (W, V) трехфазного инвертора (6), а также создается неизменный ток предварительного намагничивания в первом выходе (W) и втором выходе (V) трехфазного инвертора (6) и в соединенных с ними включенных последовательно катушках (12, 14), в результате чего из разницы изменяемого управляющего тока и неизменного тока предварительного намагничивания, в зависимости от их знака, в катушках (12, 14) и в соединенных с ними обеих выходах (V, W) создаются соответствующие фазовые токи (iw, iv). Технический результат: усовершенствование способа работы питаемого вентильным преобразователем магнитного подшипника так, что значительно уменьшается эффективный ток и достигается возможно высокая скорость нарастания тока. 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

Система автоматического управления электромагнитным подвесом ротора // 2589718

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в нагнетателях, компрессорах, турбодетандерах газоперекачивающих агрегатов с тяжелыми роторами горизонтального исполнения массой, например, не менее 900 кг. Техническим результатом является обеспечение низкого уровня вибрации, высокого быстродействия. В системе автоматического управления электромагнитным подвесом ротора каждый канал содержит датчик положения ротора (1), блок задания положения вала (2), элемент сравнения (3), блок обработки сигнала вибрации (4), пропорциональный (5), интегральный (6), дифференциальный (7), пропорционально-дифференциальный (8) регуляторы, элемент сравнения (9), пропорциональный регулятор тока (10), датчик тока (11), силовой преобразователь (12) и два электромагнита (13 и 14). Выходное значение датчика положения ротора (1) вычитается из значения блока задания (2) положения ротора в элементе сравнения (3). Разница подается на вход блока (4) обработки сигнала вибрации, выходной сигнал которого подается одновременно на входы пропорционального (5), интегрального (6) и дифференциального (7) регуляторов. Сумма выходных значений регуляторов (5, 6, 7) подается на вход пропорционально-дифференциального регулятора (8), из выходного значения которого в элементе сравнения (9) вычитается значение силы тока, измеренного датчиком тока (11) в обмотках электромагнитов (13, 14). Разница подается на вход пропорционального регулятора тока (10), выход которого соединен с входом силового преобразователя (12), к выходу которого подключены обмотки электромагнитов (13 и 14). 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Магнитная опора составного типа // 2593450

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к магнитным опорам вертикальных роторов быстровращающихся приборов, например роторов газовых центрифуг, накопителей энергии, генераторов, гироскопов и подобных устройств. Магнитная опора вертикального ротора, расположенная в устройстве в виде полого тонкостенного вертикального ротора, установленного в корпусе и опирающегося на подпятник, содержит систему постоянных магнитов, установленных соосно с ротором. Система магнитов содержит магниты, закрепленные на неподвижной части устройства, между которыми установлен один или несколько магнитов, закрепленных на вращающейся части устройства, и один или несколько ферромагнитных элементов, закрепленных на вращающейся части устройства. Техническим результатом является обеспечение требуемой нагрузки на нижнюю опору, величина которой не зависит от вертикальных перемещений вращающейся части относительно неподвижной части при динамических изменениях осевого положения ротора, обеспечивающей работоспособность быстровращающихся роторов в процессе разгона и эксплуатации, а также повышение надежности и долговечности работы роторов. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Магнитный подшипник // 2595998

Изобретение относится к машиностроению, а именно к бесконтактным опорным узлам с электромагнитными подшипниками, и может быть использовано при создании высокооборотных роторных агрегатов. Магнитный подшипник для поддержки ротора с возможностью его вращения содержит два магнитопроводящих кольца (1), соединенных между собой цельными магнитопроводящими стержнями (2), с установленными на них катушками (3). Катушки (3) расположены по окружности вокруг оси подшипника с параллельными ей осями, каждая из катушек (3) имеет магнитопроводящий сердечник и обмотку (5), обеспечивающие аксиальную организацию магнитного потока. Обмотки (5) находятся на втулках (4), выполненных из изоляционного материала, а втулки (4), в свою очередь, находятся на стержнях (2), являющихся сердечниками катушек (3) и соединяющих два кольца (1). Технический результат: повышение технологичности изготовления магнитного подшипника, его надежности и простоты ремонта, а также увеличение диапазона воспринимаемых осевых нагрузок, за счет использования цельного сердечника катушек. 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Подшипниковый узел // 2605227

Изобретение относится к энергетическим машинам, выполненным в несмазываемом исполнении, содержащим полости низкого и высокого давления (компрессорные машины, авиационные двигатели, насосы и т.п.). Подшипниковый узел содержит вал (2), установленный в подшипнике (2), камеру (3), находящуюся в корпусе подшипника, отверстия, выполненные во вкладышах (4) подшипника, и постоянный магнит (5), установленный между вкладышами (4). Подшипник выполнен несмазываемым из полимерного материала. В подшипниковый узел введены полости высокого и низкого давления и организовано по крайней мере более одного узла разгрузки. Узел разгрузки образован за счет камеры (3), магнита (5), отверстия (14) во вкладыше (4) подшипника, расположенного диаметрально камере (3), и дополнительно введенных упругого элемента (6), регулирующего дроссельного элемента (7) и каналов (8, 9). Полости высокого и низкого давления и узлы разгрузки объединены каналами (8, 9). Технический результат: увеличение ресурса энергетической машины путем разгрузки радиальных подшипников при переменных во времени нагружающих усилиях как по модулю, так и по направлению в случае изменения режима работы энергетической машины или ее ориентации в пространстве. 3 ил.