Магнитоэлектрическая опора

 

1. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ОПОРА, содержащая подвижный и неподвижный элементы, установленные на них соосно с аксиальным зазором постоянные кольцевые магниты, а также смонтированные на неподвижном элементе кольцевые обмотки управления аксиальным положением подвижного элемента, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции , уменьше шя аксиальных размеров и повышения КПД, она снабжена по меньшей мере ОД1ИМ расположенным -на подвижном элементе и охватывающим разноименные полюса магнитов этого эле мента мar штoпpoвoдoм со сквозными . кольцевыми пазами на наружных торцовых поверхностях, а кольцевые обмотки управления размшцены в упомянутых пазах. о сд со 4 WaS.i

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,Л(1„„1 51 41 А

3(51) 1 6 С 39/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тоянные кольцевые магниты, а также смонтированные на неподвижном элементе кольцевые обмотки управления аксиальным . положением подвижного элемента, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции,уменьшения аксиальных размеров и повышения КПД, она снабжена по меньшей мере одним расположенным яа подвижном элементе и охватывающим разноименные полюса магнитов этого эле-. мента магнитопроводом со сквозными . кольцевыми пазами на наружных торцовых поверхностях, а кольцевые обмотки управления размещены в упомянутых пазах.

7 4 Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 2981582/25-27 (22) 25.06.80 (46) 30 ° 10.83. Бюл. № 40 (72) В. А. Трегубов, В. П. Ларин, А. В. Сорокин, Н. И.Башкеев и A.Â.Белозеров (53) 621.822.5(088.8) (56) 1. Патент CIIIA ¹ 3565495, кл. 308-!О, 1971.

2. Патент США № 3929390, кл. 308-10, 1975,(прототин). (54) (57) 1. ИАГНИТОЭЛЕКТРИ ЖСКАЯ

OII0PA, содержащая подвижный и неподвижный элементы, установленные на них соосно с аксиальным зазором пос1g

ЕНИЯ " -::::::,.; 1З

Ь .„; ;"

1051341

2. Опора по п.l, отличающ а я с я тем, что магниты выполнены с радиальной намагниченностью, направление которойв обращенныхдруг к другу магнитах противоположное.

Ф

Изобретение относится к приборостроению и касается конструкций прецизионных бесконтактных опор.

Известна система магнитного подвеса, содержащая магнитные опоры с 5 обмотками управления, обеспечивающая аксиальную и радиальную стабилизацию подвижного элемента (1) .

Недостатком известной системы является значительная потребляемая мощность, необходимая для создания электромагнитных сил, компенсирующих вес подвижного элемента и внешние воз. действия, а также наличие минимум трех датчиков положения подвижного элемента, что усложняет систему.

Наиболее близка к предлагаемой магнитоэлектрическая опора, содерх<ащая подвижный и неподвижный элементы, установленные на них соосно с ак- >б сиальным зазором постоянные кольцевые магниты, а также смонтированные на неподвижном элементе кольцевые обмотки управления аксиальным положением подвижного элемента $2). 25

Недостатком такой конструкции является ее значительные аксиальные размеры, сложность, так как для обеспечения аксиальной устойчивости подвижного элемента требу- ЗО ется дополнительная магнитная система, поток возбуждения в которой обеспечивается обмоткой, на что расходуется дополнительная мощйость.

Цель изобретения — уменьшение аксиальных размеров, упрощение конструкции, повышение КПД магнитоэлектрической опоры.

Поставленная цель достигается тем, что магнитоэлектрическая опора, содержащая подвижный и неподвиж" ный элементы, установленные на них соосно с аксиальным зазором постоянные кольцевые магниты, а также смонтированные на неподвижном эле3. Опорапоп. 1, отлич ающ а я с я тем, что магниты выполнены с аксиальной намагниченностью и обращены друг к другу разноименными полюсами.

2 менте кольцевые обмотки управления аксиальным положением подвижного элемента, снабжена по меньшей мере одним магнитопроводом, расположенным на подвижном элементе и охватывающим разноименные полюса магнитов этого элемента со сквозными пазами на наружных торцовых поверхностях, в указанных пазах размещены кольцевые обмотки управления аксиальнь м положением подвижного элемента.

Иагниты могут быть выполнены с радиальной или аксиальной намагниченностью,.направление которой в обращенных друг к другу магнитах противоположное.

На фиг.1 представлена магнитоэлектрическая опора с радиально намагниченными магнитами, продольный разрез; на фиг. 2 и 3 — два варианта магнитной опоры с аксиально намагниченными магнитами, продольный разрез„- на фиг.4 — электрическая блок-схема системы магнитоэлектрической опоры.

Иагнитоэлектрическая опора содержит кольцевые постоянные магниты 1 и 2, установленные на подвижном элементе (роторе) 3, кольцевой постоянный магнит 4, установленный на неподвижном элементе. Магниты

1,2 и 4 намагничены в радиальном нап" равлении, причем магниты 1 и 2 обращены к магниту 4 разноименными по отношению к магниту 4 полюсами 5 (11) и 6 (5). На разноименных полюсах 5 и 6 магнитов 1 и 2 установлены магнитопроводы 7 и 8, соединяющие эти полюса 5 и 6. В магнитопроводах ,7 и 8 выполнены кольцевые сквоз-. ные пазы 9 и 10, в которых размещены укрепленные на неподвижном элементе кольцевые обмотки 11 и 12.

Последние подключены к источнику 1„„

10513 питания через блок 14 управления-, подключенному к датчику 15 аксиального положения посредством дифференцирующего блока 16 и усилителей

17"и 18. Обмотки 11 и !2 могут 5 быть включены как параллельно, так и последовательно.

Магнитоэлектрическая опора работает следующим образом.

)0

Постоянные магниты 1,2 и 4 создают центрирующие радиальные силы при радиальном смещении их друг относительно друга, компенсирующие вес под. вижного элемента 3. При прохождении тока по обмоткам II и 12, находящимся в поле постоянных магнитов 1 и 2 в пазах 9 и 10 магнитопроводов 7 и

8, создаются аксиальные электромагнитные силы согласно правилу "левой руки") в соответствии с направлением магнитного поля постоянных магнитов 1 и 2 и тока в обмотках )l и

12. В зависимости от направления аксиального смещения магнитов и

2 под действием неуравновешенных сил взаимодействия магнитов 1,2 и 4 датчик 15 положения создает соответствующий сигнал и блок 14 управления подключает обмотки 11 и 12 к источнику 13 питания, пропуская через них ток в том нли ином направлении в соответствии с направлением возмущающей силы. В случае акснальиой намагниченности магнитов 1,2,4 для создания силы одного направления то35 ки в обмотках 1) и 12 должны бытЬ направлены противоположно, так как направление магнитных потоков в зоне размещения обмоток ll и 12 противопо40 ложно. При радиальной намагниченности магнитов 1,2 и 4 для создания од— нонаправленной силы токи в обмотках

41 ф

11 и 12 должны быть направлены в одну сторону.

По сравнению с известнымн конструк. пнями предлагаемая магнитоэлектрическая опора обладает простотой вследствие объединения радиального магнитного подшипника и аксиального магнитного подшипника в одном узле.

При этом уменьшаются также аксиальные размеры всей магнитоэлектрической опоры. Кроме того, использование магнитов улучшено, так как ранее не использовавшийся полезно магнитный поток рассеяния теперь используется для создания силы стабилизации аксиального положения подвижного элемента. Поскольку магнитный поток в предлагаемой конструкции создает-! ся постоянными магнитами I и .2, то по сравнению с известными, например с прототипом, требуется меньшая мощность от источника 13 питания.

В известной конструкции магнитный поток1 т.е. магнитное возбуждение системы обеспечивалось за счет протекаемого но обмоткам ll и 12 тока.

Намагничивающая составляющая тока создавала дополнительные потери мощности в обмотках 11 и 12, увеличивала общее потребление мощности, требовала дополнительного объема для размещения обмотки. Таким образом, применение изобретения обеспечивает упрощение конструкции, уменьшение ак. сиальных размеров, снижение потребляемой на управление мощности.

В предлагаемой магнитоэлектрической опоре величина развиваемой силы ограничена только величиной тока в обмотке по условию допустимого нагрева, в то время как в известной опоре величина силы ограничена условиями насыщения иагнитопровода.

1051341 фиг.2

1051341

Составитель М. Киркель

Редактор H. Безродная Техред N. Тепер Корректор С. Патрушева

Заказ 8641/38 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Б-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4