Система магнитного подвеса ротора

 

(22) Авторы изобретения

В.А. Трегубов, В.П. Ларин, В.С. Юиринский-,--,Я,.В, Сорокин, Н.И. 6ашкеев и A.В. Белозерой (7l) Заявитель (54) СИСТЕМА МАГНИТНОГО ПОДВЕСА РОТОРА

Изобретение относится к приборо . строению, связано с вопросами бесконтактного подвешивания быстровращающихся роторов и может быть использовано в гироскопах, маховиках, центрифугах и т.п.

Известны системы магнитного подвеСа ротора, содержащие подшипники на постоянных магнитах и электромагниты аксиальной стабилизации ротора а также отдельный статор для приведения ротора во вращение 11.

Однако известная конструкция характеризуется сложностью, связанной с необходимостью выполнения двух электромагнитных элемента с разными обмотками,(электромагниты и статор) и разными источниками питания, .что приводит к увеличению веса, расхода активных материалов, повышенному энергопотреблению, что для автономных объектов, на которых используются подобные роторы, например гироскопов, является существенным недостатком.

Известны также системы магнитного ,подвеса ротора, содержащие установленные в корпусе два статора с многофазными обмотками, подключенными к регулируемому источнику напряжения, ротор с AocToRHHbtHH магнитами, датчики углового и линейного положения ротора; соединенные с регулируемым источником через блок управления(2 .

Недостатками этого устройства являются сложность, низкий КПД. Кроме того, для стабилизации ротора.необходим сложный блок управления, реаги рующий на изменение положения ротора по трем осям и еще по углу поворота.

Увеличенная сложность блока управления положением ротора, наличие большого числа датчиков положения (по крайней иере пяти) ведет к уменьшению надежности всей системы магнитного подвеса.

Целью изобретения является упро- . щение системы подвеса, повышение КПД.

3 92037

Указанная цель достигается тем, что в системе магнитного подвеса.ротора, содержащей установленные в корпусе два статора с многофазными обмотками, подключенными к регулируемому источнику напряжения, ротор с постоянными магнитами, датчики углового и линейного положения ротора, соединенные с регулируемым источником через блок управления, на постоян-,о ных магнитах установлены с промежутками относительно друг друга кольцевые секторы иэ ферромагнитного материала, а статоры снабжены кольцевыми магнитопроводами. 15

На чертеже представлена принципиальная схема системы магнитного подвеса.

Система магнитного подвеса содержит установленные в корпусе 1 два 2в статора 2 с многофазными обмотками 3, подключенными к регулируемому источнику напряжения 4, ротор 5 с постоянными магнитами 6, датчики 7 углового и линейного положения ротора, сое- и диненные с регулируемым источником через блок управления 8,на постоянных магнитах установлены с промежутками относительно друг друга кольцевые секторы 9 из ферромагнитного ма- зв териала, а статоры снабжены кольцевыми магнитопроводами 10.

Система магнитного подвеса работает следующим образом.

Ротор 5 центрируется в диаметральном направлении вследствие взаимодействия поля постоянных магйитов 6 с магнитопроводом статора 2, т.е. со" здается радиальная центрирующая сила.

В аксиальном направлении ротор 5 неустойчив, вследствие неизбежного неравенства сил притяжения ротора 5 к двум статорам 2. Дпя обеспечения аксиальной устойчивости ротора 5 осуществляется регулирование тока в обмотках 3 двух статоров 2 таким образом, что величина его возрастает в том статоре 2, от которого ротор 5 удаляется или наоборот - ток уменьшается в том статоре 2, к которому

5 4 приближается ротор 5. В общем случае может осуществляться и комбинированное управление токами.

Наличие ферромагнитных секторов 9, по которым обеспечивается замыкание магнитного потока, созданного протекающим по обмоткам 3 тока, и обуславливает создание той составляющей аксиальной силы притяжения ротора 5 к статору 2, которую можно регулировать. Взаимодействие же потока магнитов 9 с токами,статора 2 создает вращающий момент, приводящий во вращение ротор 5.

Повышение КПД обеспечивается за счет того, что в предлагаемой конструкции появляется возможность снизить намагничивающий ток обмоток 3. Радиальное положение ротора 5 устойчиво за счет наличия постоянных магнитов

6, что упрощает систему подвеса. Таким образом, использование предлагаемой системы магнитного подвеса обеспечивает упрощение конструкции и повышение КПД.

Формула изобретения

Система магнитного подвеса ротора, содержащая установленные в корпусе два статора с многофазными обмотками, подключенными к регулируемому источнику напряжения, ротор с постоянными магнитами, датчики углового и линейного положения ротора, соединенные с регулируемым источником через блок управления, о т л ич а ю щ а .я с я тем, что, с целью упрощения системы, на постоянных магнитах установлены с промежутками относительно друг друга кольцевые секторы из ферромагнитного материала, а статоры снабжены кольцевыми магнитопроводами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 3929390, кл.,308-10, 1975.

2. Патент ClllA Ю 3845995, кл. 308-10, 1974 (прототип).

920375

Составитель С. Шахов

Редактор О. Персиянцева Техред С. Мигунова

Корректор М. Коста

Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, l-35, Рауэская наб., д. 4/5

Заказ 2316/39

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,