Электрическая машина
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, со- . держащая корпус со статором, жесткий ротор и по меньшей мере одну упругую опору ротора, отличающаяс я тем, что, с целью снижения вибраций машицы путем регулирования упругости опор, по крайней мере с одного торца корпуса установлена соосно с ротором дополнительная магнитная система, включающая кольцевую обмотку и охватывающий ее магнитопровод , причем участок ротора под магнитопроводом вьшолнен из ферро магнитного материала. СО to О) ot GO
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2 1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3541371/24-07 (22) 21. 01. 83 (46) 15.05.84. Бюл. У 18 (72) И.М.Максаков (53) 621.313.04 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
У 372617, кл. Н 02 К 5/24, 1970. . 2. Патент США В 3525003, кл. 310-90, 1970. (54)(57) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержащая корпус со статором, жесткий. SUÄÄ 092663 .y Н 02 К 5/24 ротор и по меньшей мере одну упругую опоруротора, отличающая" с я тем, что, с целью снижения вибраций машины путем регулирования упругости опор, по крайней мере с одного торца корпуса установлена соосно с ротором дополнительная магнитная система, включающая кольцевую обмотку и охватывающий ее магнитопровод, причем участок ротора под магнитопроводом выполнен из ферромагнитного материала. вающими обмотки 4, подшипники. 5, упругие элементы 6. Активная часть ротора 7 крепится на валу с ферромагнитными хвостовиками 8.
Прилегающие к ротору 7 поверхности магнитопроводов 3 могут быть выполнены в виде уплотняющих элементов.
Электрическая машина работает следующим образом.
В начале разгона ротора 7 катуш-! ки 4 отключены, при этом критическая резонансная частота вращения ротора
7 р определяется, как известно, массой ротора 7, его жесткостью и жесткостью упругих элементов 6 (и/или жесткостью газа при применении газостатических подшипников). При достижении частоты вращения 0,7-0,8 Lu начинается-рост амплитуды колебаний ротора 7. В этот момент подается питание на обмотки 4, создающие магнитное поле в зазоре между магнитопроводом 3 и поверхностью ротора 7. При отклонении ротора от соосного с магнитопроводом положения возникает сила одностороннего магнитного притяжения ротора, действие которой эквивалентно отрицательной жесткости, причем жесткость зависит от индукции в зазоре дополнительной магнитной системы — обмоток. Параметры магнитопроводов 3 и обмоток 4 подбираются таким образом, чтобы ток обмотки понижал суммарную жесткость опоры ротора 7 примерно в 2-2,5 раза по сравнению с первоначальной. Соответственно резонансная частота ротора 7 также скачком снижается в 1,4-1,6 раза. Таким образом, ротор 7 скачком переходит в зарезонансное состояние без обычного увеличения амплитуды колебаний. В дальнейшем разгон ротора 7 будет происходить в области самоцентрирования. При повышении частоты вращения до 1,3 со (от начальной резонансной частоты) питание обмоток
4 может быть отключено. Останов машины осуществляется в обратном порядке. Можно использовать поле обмоток 4 для компенсации нежелательных изменений жесткости смазочного слоя подшипников скольжения в машинах, работающих, например, при разных температурах или давлениях рабочего тела или различных рабочих телах. В этом случае параметры обмотки 4 и магнитопровода 3 подбираются из условия создания отрицательной жесткос30
1 1092663
Изобретение относится к электрическим машинам; конкретно к машинам, имеющим упругие опоры ротора.
Известен электрошпиндель, содержащий корпус, статор, жесткий ротор и S упругие опоры в виде шарикоподшипников, установленных в пружинных металлических кольцах (1 3.
Однако пружинные кольца снижают критическую частоту колебаний, ограничивающую диапазон рабочих значений оборотов ротора. Вибрации при приближении к критической частоте возрастают в несколько раз. При этом срок службы высокооборотной машины определяется износом подшипников.
Наиболее близка к изобретению по технической сущности электрическая машина, содержащая корпус со статором, жесткий ротор и упругую гаэостатическую опору, образованную наружной поверхностью ротора и втулкой, закрепленной в корпусе, в зазор между которыми подается газ через отверстия во втулке 2 g.
Однако жесткость гаэостатической опоры невысока, вследствие этого критические обороты ротора ниже максимальных оборотов машины и при их прохождении вибрации машины возрастают в десятки раз. Жесткость опоры зависит от температуры и давления газа. Изменение жесткости опоры и уменьшение вибраций в этой машине затруднего. 35
Цель изобретения — снижение вибраций машины путем регулирования упругости опор.
Укаэанная цель достигается тем, что в электрической машине, содержа- р щей корпус со статором, жесткий ротор и по меньшей мере одну упругую опору ротора, по крайней мере с одного торца корпуса установлена соосно с ротором дополнительная магнит- 45 ная система, включающая кольцевую обмотку и охватывающий ее магнитопровод, причем участок ротора, расположенный под магнитопроводом, выполнен из ферромагнитного материала. . 50
На чертеже показана электрическая машина с регулируемой жесткостью опор (подшипников), продольный разрез.
Статор с обмотками 1 установлен в 55 немагнитном корпусе 2, а подшипниковые узлы включают подшипниковые щиты
3, выполненные ферромагнитными и являющиеся магнитопроводами, охваты1092663
Составитель В.Алфимов
Техред Л. Коцюбняк
Корректор Ю.Макаренко
Редактор M.Òoâòèí
Заказ 3272/4 1 Тираж 667 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская .наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ти равной разности между максимальной и минимальной возможной жесткостью смазочного слоя. Регулирование тока в обмотках 4 производится так, чтобы при возрастании жесткости смазочного слоя от минимальной по
I максимальной ток в обмотках 4 также увеличивался от нулевого до максимального значения, обеспечивая повышение отрицательной составляющей жидкости опоры ротора при сохранении суммарной жесткости опоры s целом.
В случае работы. электрической машины. при воздействии внешних вибраций переменной частоты может быть обеспечена частотная отстройка от резонансных колебаний за счет направленного изменения собственных частот колебаний ротора.
Применение в машине двух магнитопроводов дает возможность индивидуально регулировать жесткость. каждой опоры в случае симметричного расположения центра ротора относительно опор.
Таким образом изобретение позволяет снизить вибрации машины.
