Магнитный подшипник



Магнитный подшипник
Магнитный подшипник
Магнитный подшипник
Магнитный подшипник
Магнитный подшипник
Магнитный подшипник
Магнитный подшипник
Магнитный подшипник
Магнитный подшипник
Магнитный подшипник
Магнитный подшипник
Магнитный подшипник

 


Владельцы патента RU 2401497:

ТРУБЕРТ Кирк (US)
АЙАННЕЛЛО Виктор (US)
ФИЛД Роберт (US)
СОРТОР Кристофер (US)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для поддержания и размещения вращающегося оборудования. Технический результат состоит в уменьшении изнашивания и фрикционных потерь, исключении смазки, повышении скорости вращения. Конкретные иллюстративные варианты выполнения содержат систему, которая содержит статичную часть радиального магнитного подшипника. Статичная часть содержит электромагниты, усилители с модуляцией ширины импульса, каждый из которых предназначен для обеспечения электроэнергией соответствующего электромагнита из указанных электромагнитов. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Краткое описание чертежей

Большое разнообразие потенциальных практических и полезных вариантов выполнения будет легче понято из последующего подробного описания некоторых иллюстративных вариантов выполнения со ссылками на приложенные иллюстративные чертежи, на которых:

Фиг.1 является блок-схемой иллюстративного варианта выполнения системы 1000;

Фиг.2 является блок-схемой иллюстративного варианта выполнения системы 2000;

Фиг.3 изображает в аксонометрии иллюстративный вариант выполнения системы 3000 магнитного подшипника;

Фиг.4 изображает вид сбоку на иллюстративный вариант выполнения системы 4000 магнитного подшипника;

Фиг.5 изображает иллюстративный вариант выполнения неподвижной части 5000 магнитного подшипника в разобранном виде;

Фиг.6 изображает иллюстративный вариант выполнения ротационной части 6000 магнитного подшипника в разобранном виде;

Фиг.7 изображает иллюстративный вариант выполнения системы 7000, иллюстрирующий сечение А-А, показанное на Фиг.4;

Фиг.8 изображает иллюстративный вариант выполнения системы 8000, иллюстрирующий сечение В-В, показанное на Фиг.4;

Фиг.9 изображает иллюстративный вариант выполнения системы 9000, иллюстрирующий сечение С-С, показанное на Фиг.7;

Фиг.10 изображает иллюстративный вариант выполнения системы 10000, иллюстрирующий сечение D-D, показанное на Фиг.7;

Фиг.11 изображает иллюстративный вариант выполнения системы 11000, иллюстрирующий сечение Е-Е, показанное на Фиг.8; и

Фиг.12 является принципиальной схемой иллюстративного варианта выполнения способа 12000.

Определения

Когда следующие термины по существу используются в данном тексте, то к ним применимы сопутствующие определения. Эти термины и определения представлены без ограничений и, в соответствии с заявкой, заявитель сохраняет за собой право переопределять эти термины во время рассмотрения данной заявки или любой заявки, приоритет которой заявляется по дате подачи данной заявки. С целью интерпретации пункта формулы изобретения любого патента, приоритет которого заявлен по данной заявке, каждое определение (или переопределенный термин, если оригинальное определение было исправлено во время рассмотрения дела по этому патенту) действует как ясное и точно выраженное отрицание предмета изобретения за пределами этого определения:

упоминание в единственном числе - по меньшей мере, один;

«получать» - принимать;

«действие» - деятельность, акт, функция, шаг и/или процесс и/или его часть;

«выполненный» - подходящий, пригодный и/или способный к выполнению указанной функции;

«адаптер» - устройство, используемое для влияния на рабочую совместимость различных частей одной или более деталей устройства системы;

«воздух» - газ атмосферы Земли;

«усилитель» - устройство, увеличивающее силу сигналов, проходящих через него;

«и/или» - либо совместно с, либо как альтернатива к;

«кольцевой» - в форме кольца;

«устройство» - прибор или приспособление для конкретной цели;

«приложенный» - связанный непосредственно и/или косвенно с;

«приблизительно» - примерно и/или почти так же как.;

«соответствующий» - связанный с и/или относящийся к;

«автоматически» - действующий и/или работающий до известной степени существенно независимо от внешнего человеческого влияния и/или контроля, например, автоматический выключатель света может включаться, когда он «видит» человека в своем поле зрения, без того, чтобы человек вручную управлял выключателем света;

«осевой» - расположенный на, вокруг или в направлении оси;

«между» - в разделяющем и/или промежуточном интервале к;

«может» - выполнен с возможностью, по меньшей мере, в некоторых вариантах выполнения;

«вызывать» - быть причиной, провоцировать, ускорять, производить, выявлять, приводить к результату и/или влиять на;

«монтажная плата» - тонкая, по существу плоская плата, к которой монтируются, присоединяются и/или взаимосоединяются электронные компоненты и/или втулки, в общем случае путем сварки. Выводы компонента и выводы интегральной схемы могут проходить через отверстия («сквозные отверстия») в плате или они могут быть установлены на поверхности, и в этом случае отверстия не требуются (хотя все же они могут использоваться для соединения различных слоев платы);

«сообщать» - передавать информацию;

«коммуникационный порт» - соединитель для коммуникационного интерфейса;

«коммуникативно» - соединение таким способом, которыЙ способствует коммуникации;

«компонент» - составляющий элемент и/или часть;

«содержать» - включать, но не ограничиваться тем, что следует далее;

«конфигурировать» - конструировать, приспосабливать, настраивать, придавать форму и/или делать подходящим и/или пригодным для определенной цели;

«соединять» - физически или логически связывать, сцеплять, смыкать, и/или скреплять два или более объекта;

«соединение» - физический и/или логический связующий элемент и/или канал между двумя или больше точками в системе, например провод, оптическое волокно, беспроводная связь, и/или виртуальный канал и т.д.;

«контроллер» - (сущ.) механическое или электронное устройство, используемое для управления машиной в заранее определенных пределах;

«управлять» - (гл.) иметь авторитетное и/или доминирующее влияние на, служить причиной действия заранее заданным образом, руководить, приспосабливать к требованию и/или регулировать;

«преобразовывать» - трансформировать, приспосабливать и/или изменять, например, от первой формы ко второй форме;

«соответствующий» - связанный, сопряженный, сопутствующий, схожий в предназначении и/или положении, совместимый во всех отношениях, и/или эквивалентный и/или согласующийся по количеству, величине, параметрам, количеству и/или степени;

«присоединять» - связывать, соединять и/или сцеплять вместе две вещи;

«выполнять» - делать, создавать, формировать, производить и/или привести к существованию;

«данные» - информация, представленная в форме, подходящей для обработки информационным устройством;

«структура данных» - организация совокупности данных, которая делает возможным эффективное управления данными, и/или логическое соотношение между элементами данных, которое разработано таким образом, чтобы поддерживать определенные функции манипулирования данными. Структура данных может содержать метаданные для описания свойств структуры данных. Примеры структур данных могут содержать следующее: массив, словарь, диаграмма, неупорядоченный массив, динамическую память, связанный список, матрица, объект, очередь, кольцо, стек, дерево и/или вектор;

«определять» - устанавливать значение, отношения, очертание, форму и/или структуру; и/или точно и/или определенно описать и/или определить;

«градус» - единица угловой меры, равной по величине к 1/360 полного оборота в заранее заданной плоскости;

«детектировать» - измерить, осознать, идентифицировать, открыть, установить, реагировать на и/или допустить существование, присутствие и/или явление чего-либо;

«определить» - получить, вычислить, решить, вывести, установить и/или выяснить;

«устройство» - техническое средство, предназначенное для конкретной цели;

«расположенный» - размещенный, установленный и/или направленный;

«каждый» - любой из группы, рассматриваемый индивидуально;

«электрический» - связанный с производством, распределением и/или работой посредством электричества;

«электроэнергия» - энергия, характеризующаяся потоком электрического заряда через проводник;

«электрически» - касаясь, связано с или работая посредством электричества;

«электромагнит» - сердечник из магнитного материала, выполненный таким образом, что он окружен катушкой провода, через которую электрический ток передается для намагничивания сердечника;

«оценить» - вычислить и/или определить приблизительно и/или ориентировочно;

«первый» - находящийся прежде всех других в иллюстративном упорядочивании;

«поток» - непрерывный перенос;

«от» - используется для указания источника;

«дополнительно» - кроме того;

«промежуток» - пространство между элементами;

«генерировать» - создавать, производить, воспроизводить, давать начало и/или приводить к существованию;

«больше» - больший и/или больше чем;

«половина» - приблизительно пятьдесят процентов;

«осязательный» - включающий человеческое восприятие кинестетического движения и/или человеческого осязания. Среди многих потенциальных осязательных явлений присутствуют многочисленные ощущения, различия в положении тела при ощущениях и изменения, основанные на времени, при ощущениях, которые воспринимаются, по меньшей мере частично, невизуальными, незвуковыми и необонятельными способами, в том числе ощущения тактильного (касательного) контакта, активного контакта, хватания, давления, трения, тяги, скольжения, растягивания, силы, вращающего момента, воздействия, прокола, вибрации, движения, ускорения, толчка, пульса, направления, положения конечности, силы тяжести, текстуры, промежутка, перерыва, вязкости, боли, зуда, влажности, температуры, теплопроводности и теплоемкости;

«тепло» - энергия, связанная с движением атомов и/или молекул и способная к передаче через твердые среды и жидкие среды путем теплопроводности, через жидкие среды путем конвекции и через жидкие среды и/или пустое пространство путем радиации;

«втулка» - центральная часть магнитного подшипника, выполненная таким образом, чтобы быть присоединенной к ротору машины;

«дюйм» - единица длины, равной одной двенадцатой фута;

«информация» - факты, термины, понятия, фразы, выражения, команды, числа, знаки и/или символы и т.д., которые связаны с предметом. Иногда используется как синоним к данным, а иногда используется для описания организованных, преобразованных и/или обработанных данных. Как правило, возможно автоматизировать определенные действия, включающие управление, организацию, хранение, преобразование, коммуникацию и/или представление информации;

«информационное устройство» - любое устройство, на котором расположена машина с конечным числом состояний, способная к осуществлению по меньшей мере части способа, структуры и/или или графического пользовательского интерфейса, описанных здесь. Информационное устройство может содержать хорошо известные коммуникативно связанные компоненты, такие как один или более одного сетевого интерфейса, один или более одного процессора, одно или более одного запоминающего устройства, содержащего инструкции, одно или более одного устройства ввода/вывода и/или один или более одного пользовательского интерфейса (например, соединенного с устройством ввода/вывода), через которые информация может быть предоставлена для выполнения одной или более функций, описанных здесь. Например, информационное устройство может быть любым компьютером общего назначения и/или компьютером особого назначения, таким как персональный компьютер, система видеоигры (например, PlayStation, Nintendo Gameboy, X-Вох и т.д.), автоматизированное рабочее место, сервер, миникомпьютер, универсальная вычислительная машина, суперкомпьютер, компьютерный терминал, ноутбук, миниатюрный компьютер, и/или Карманный Персональный Компьютер (КПК), iPod, подвижный терминал, устройство Bluetooth, коммуникатор, смартфон (такой как устройство, подобное Treo), приемник служба сообщений (например, Blackberry), пейджер, факсимиле, мобильный телефон, традиционный телефон, телефонное устройство, запрограммированный микропроцессор или микроконтроллер и/или периферийные элементы интегральной схемы, цифровой сигнальный процессор, специализированная интегральная схема или другая интегральная схема, аппаратная электронная логическая схема, такая как схема дискретных элементов и/или программируемое логическое устройство, такие как ПЛУ, ПЛМ, программируемая вентильная матрица или ПМЛ или подобное, и т.д.;

«инициализировать» - подготовить что-либо к использованию и/или некоторому событию в будущем;

«устройство ввода/вывода» - любое устройство ввода и/или вывода, ориентированное на сенсорное восприятие, такое как звуковое, визуальное, осязательное, обонятельное и/или ориентированное на вкус устройство, включая, например, монитор, дисплей, проектор, дисплей, находящийся наверху, клавиатура, мышь, трекбол, джойстик, геймпад, колесо, сенсорная панель, сенсорный экран, указывающее устройство, микрофон, колонка, видеокамера, камера, сканер, принтер, осязательное устройство, вибратор, осязательный тренажер и/или осязательную подушку, потенциально включающее порт, к которому может быть присоединено или прикреплено устройство ввода/вывода;

«устанавливать» - соединить или установить в положении и подготовить к использованию;

«ступица» - часть вала, выполненная таким образом, чтобы принимать устанавливаемый подшипник;

«соединительная коробка» - ограждение, которое содержит в себе электрические провода или кабели;

«слоистая пластина» - тонкий металлический лист, выполненный таким образом, чтобы увеличить сопротивление ротационной части магнитного подшипника;

«меньше чем» - имеющий измеримо меньшую величину и/или угол по сравнению с чем-либо еще;

«расположенный» - находящийся в конкретном месте и/или положении;

«машинные команды» - указания, выполненные таким образом, чтобы приводить машину, такую как информационное устройство, к выполнению одной или более конкретных действий, операций и/или функций. Указания, которые могут иногда образовывать объект, называющийся «процессором», «ядром», «операционной системой», «программой», «приложением», «сервисной программой», «подпрограммой», «скриптом», «макросом», «файлом», «проектом», «модулем», «библиотекой», «классом» и/или «объектом» и т.д., могут быть выполнены как машинный код, исходный код, Выходной код, исполнительный код, компилированный код, интерпретируемый код и/или выполнимый код и т.д., "в аппаратном обеспечении, программно-аппаратном обеспечении и/или программном обеспечении;

«машиночитаемый носитель» - физическая структура, с которой машина, такая как информационное устройство, компьютер, микропроцессор, и/или контроллер и т.д., может получать и/или хранить данные, информацию и/или инструкции. Примерами могут служить запоминающие устройства, перфокарты и/или оптически читаемые формы и т.д.;

«магнитный» - обладающий свойством притягивания железа и других определенных материалов благодаря окружающему силовому полю;

«магнитный подшипник» - подшипник, который удерживает нагрузку посредством магнитной левитации;

«большинство» - больше половины из общего количества;

«может» - позволяется и/или разрешается, по меньшей мере в некоторых вариантах выполнения;

«запоминающее устройство» - устройство, способное хранить аналоговую или цифровую информацию, такую как инструкции и/или данные. Примерами могут служить энергонезависимая память, энергозависимая память, оперативная память, ОЗУ, память только для чтения, ПЗУ, флэш-память, магнитный носитель, жесткий диск, дискета, магнитная лента, оптический носитель, оптический диск, компакт-диск, CD, универсальный цифровой диск, DVD и/или RAID-массив (матрица недорогих дисковых накопителей с избыточностью) и т.д. Запоминающее устройство может быть соединено с процессором и/или может хранить инструкции, предназначенные для их выполнения процессором, согласно варианту выполнения, раскрытому в настоящей заявке.

«способ» - процесс, процедура и/или набор связанных действий для достижения чего-либо;

«модульный» - содержащий по существу неразрушимо отделимые части;

«более» - больше;

«сеть» - коммуникативно связанное множество узлов, коммуникационных устройств и/или информационных устройств. Через сеть такие устройства могут быть соединены, например через проводные и/или беспроводные средства, такие как кабели, телефонные линии, линии электропередачи, оптические волокна, радиоволны и/или световые лучи и т.д., чтобы делить между собой ресурсы (такие как принтеры и/или запоминающие устройства), обмениваться файлами и/или допускать электронную коммуникацию между собой. Сеть может быть и/или может использовать любое из большого разнообразия подсетей и/или протоколов, таких как коммутатор абонентских линий, публичный коммутатор, узел пакетной коммуникации, без установления соединения, беспроводной, виртуальный, радио, информационный, телефон, витая пара, простая традиционная телефонная система (POTS), не POTS, DSL, сотовый, телекоммуникации, видеораспределение, кабельный, наземный, микроволновый, радиовещательный, спутниковый, широкополосный, корпоративный, глобальный, национальный, региональный, широкообластной, основной, переключенный пакетной коммутацией TCP/IP, IEEE 802.03, Ethernet, быстрый Ethernet, Token Ring, местная область, широкая область, IP, общественный Интернет, интранет, частный, ATM, Ultra Wide Band (UWB), Wi-Fi, BlueTooth, Airport, IEEE 802.11, IEEE 802. На, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, X-10, электромощностной, многодоменный, локальная сеть контроллеров CAN, Modbus, последовательный протокол и/или мультизональная подсеть и/или протокол, один или более провайдер услуг Интернета и/или одно или более информационное устройство, такое как переключатель, маршрутизатор и/или шлюз, не связанный напрямую с локальной сетью, и т.д. и/или любые эквиваленты вышеперечисленного;

«сетевой интерфейс» - любое физическое и/или логическое устройство, система, и/или процесс, способный к подсоединению информационного устройства к сети. Иллюстративные сетевые интерфейсы включают телефон, сотовый телефон, сетевой модем, телефонный модем передачи данных, факсимильный модем, беспроводной приемопередатчик, карту локальной сети Ethernet, кабельный модем, интерфейс цифровой абонентской линии, мост, ядро, маршрутизатор или другое подобное устройство, программное обеспечение для управления таким устройством и/или программное обеспечение для обеспечения функций такого устройства;

«никакой» - ни один из;

«смещение» - выделять перемещением один объект относительно чего-либо еще;

«пакет» - общий термин для обозначения набора данных, организованного определенным образом для передачи, такой как в пределах и/или через сеть, такую как цифровая сеть с пакетной коммутацией, и содержащего данные, которые будут переданы, и определенная управляющая информация, такая как адрес назначения.

«пара» - что-либо в количестве двух;

«процент» - одна сотая часть;

«пластина» - плоское твердое тело;

«множество» - нахождение во множественном числе и/или больше чем одно;

«часть» - доля, составляющая, секция, процент, процентная часть и/или количество, меньшее, чем общее целое. Может быть визуально, физически и/или фактически различимо и/или неразличимо;

«положение» - место и/или местоположение, часто относительно исходной точки;

«располагать» - помещать и/или определять местоположение;

«мощность» - энергия, мера энергии и/или работы и/или скорость, с которой выполняется работа, выраженная как объем работы в единицу времени и обыкновенно измеряемая в таких единицах, как ватт и лошадиная сила;

«заранее заданный» - установленный заранее;

«процессор» - машина и/или виртуальная машина аппаратного оборудования, программно-аппаратного обеспечения и/или программного обеспечения, содержащая набор машиночитаемых инструкций, предназначенных для выполнения определенной задачи. Процессор может использовать механические, пневматические, гидравлические, электрические, магнитные, оптические, информационные, химические и/или биологические принципы, механизмы, сигналы и/или входную информацию, чтобы выполнить задачу(и). В определенных вариантах выполнения процессор может воздействовать на информацию путем ее управления, анализа, модификации и/или преобразования, передавать информацию для использования в соответствии с выполнимой процедурой и/или информационным устройством и/или направлять информацию к устройству выхода. Процессор может функционировать как центральный процессор, местный контроллер, удаленный контроллер, параллельный контроллер и/или распределенный диспетчер и т.д. Если не указано иначе, процессор может быть устройством общего назначения, таким как микроконтроллер и/или микропроцессор, такой как серия микропроцессоров Pentium IV, произведенная Intel Corporation в Санта-Кларе, штат Калифорния. В определенных вариантах выполнения процессор может быть устройством, посвященным цели, таким как специализированная интегральная схема (ASIC) или программируемая вентильная матрица (FPGA), он был разработан таким образом, чтобы выполнять в своем аппаратном оборудовании и/или программно-аппаратном обеспечении по меньшей мере часть раскрытого здесь варианта выполнения. Процессор может быть расположен на контроллере и использовать его возможности;

«проектировать» - вычислять, оценивать или предсказывать;

«обеспечивать» - снабжать, подавать, давать, передавать посылать, и/или делать доступным;

«модулированный шириной импульса» - закодированный посредством модуляции ширины импульса;

«радиальный» - относящийся к подшипнику, выполненному таким образом, чтобы ограничивать смещение, по существу радиальное к центру вращения и/или перпендикулярно к оси вращения;

«радиально» - исходя из и/или сходясь к общему центру;

«получать» - собирать, брать, приобретать, присваивать и/или принимать;

«рекомендовать» - предлагать, хвалить, одобрять и/или поддерживать;

«относительно» - касательно чего-либо;

«воспроизводить» - показывать, оповещать, говорить, печатать и/или иначе сделать воспринимаемым для человека, например в виде данных, команд, текста, графики, аудио, видео, анимации и/или гиперссылок и т.д., например, посредством любых визуальных, звуковых и/или осязательных средств, таких как дисплей, монитор, принтер, электронную бумагу, зрительное внедрение, слуховое внедрение, колонку и т.д.;

«многократно» - снова и снова; повторно;

«делать запрос» - выражать потребность и/или желание; спрашивать и/или просить;

«запрос» - то, что сообщает выражение желания и/или то, что запрашивается;

«кольцо» - по существу тороидальный элемент, который можно представить как образованный в результате вращения по замкнутой петле (например, такой как эллипс, круг, неправильная кривая, многоугольник и т.д.) вокруг неподвижной линии, находящейся снаружи петли;

«вращение» - осуществление поворота вокруг оси;

«ротор» - ротационная часть машины;

«указанный» - при использовании в заявке на систему или устройство, артикль, указывающий на последующий термин заявки, введенный ранее;

«второй» - находящийся непосредственно после первого предмета в иллюстративном упорядочивании;

«сектор» - часть круглого объекта, ограниченная двумя радиусами и включенной дугой;

«выбирать» - сделать и/или указать выбор и/или выборку из нескольких альтернативных вариантов;

«сенсорный датчик» - устройство, предназначенное для автоматического восприятия, распознавания, обнаружения и/или измерения физического свойства (такого как давление, температура, поток, масса, тепло, свет, звук, влажность, близость, положение, скорость, вибрация, громкость, напряжение, течение, емкость, сопротивление, индуктивность и/или электромагнитная радиация и т.д.), и преобразования этого физического количества в сигнал. Примерами могут служить бесконтактные выключатели, измерительные преобразователи, фотодатчики, термопары, устройства указания уровня, датчики скорости, акселерометры, индикаторы электрического напряжения, индикаторы электрического тока, индикаторы вкл/выкл и/или расходомеры и т.д.;

«отдельный» - отличный, различный;

«отделять» - разъединять, делать промежуток, устанавливать или держать отдельно и/или располагать между;

«набор» - связанное множество;

«сигнал» - информация, такая как машинные инструкции для действий и/или одна или большее количество букв, слов, знаков, символов, сигнальных флажков, визуальных дисплеев и/или специальных звуков и т.д. имеющий заранее заданное значение, закодированное как автоматически обнаруживаемые изменения в физической переменной, такие как пневматическая, гидравлическая, акустическая, жидкая, механическая, электрическая, магнитная, оптическая, химическая и/или биологическая переменная, такие как мощность, энергия, давление, скорость потока, вязкость, плотность, вращающий момент, воздействие, сила, напряжение, поток, сопротивление, намагничивающая сила, интенсивность магнитного поля, поток магнитного поля, плотность магнитного потока, сопротивление, проницаемость, коэффициент отражения, длина оптической волны, поляризации, коэффициента отражения, коэффициента пропускания, изменения фазы, концентрации и/или температуры и т.д. В зависимости от контекста закодированный сигнал и/или информация может быть синхронной, несинхронной, твердой в реальном времени, мягкой в реальном времени, неоперативный, непрерывно производимой, непрерывно изменяющейся, аналоговой, дискретно производимой, дискретно изменяющейся, квантованной, цифровой, широковещательной, многоадресной, одноадресной, передаваемой, переносимой, полученной, непрерывно измеряемой, дискретно измеряемой, обрабатываемой, закодированной, зашифрованной, мультиплексированной, модулированной, развернутой, свернутой, демодулированной, обнаруженной, демультиплексированной, расшифрованной и/или раскодированной и т.д.;

«передача сигналов» - посылка сообщения к;

«источник» - оригинальный и/или промежуточный передатчик движения и/или связанная группа таких передатчиков и/или точка, у которой что-либо начинается, внезапно возникает и/или из которой это исходит и/или получается;

«статичный» - постоянный и/или стационарный относительно вращающегося компонента;

«статор» - постоянная часть, в или вокруг которой вращается другая часть (ротор);

«хранить» - вмещать, держать, содержать, помещать и/или копировать в и/или на машиночитаемое средство;

«по существу» - в значительной, большой и/или существенной, но не обязательно целой и/или всей степени и/или объеме;

«поддерживать» - выдерживать вес, особенно снизу;

«система» - совокупность механизмов, устройств, данных и/или инструкций, причем совокупность разработана для выполнения одной или более определенных функций;

«цель» - предназначение;

«три» - количественное числительное, равное один плюс один плюс один;

«осевая нагрузка» - относительно подшипника, выполненного таким образом, чтобы ограничить смещение по существу параллельно к оси вращения;

«точка контакта» - относительно поверхности сборки магнитного подшипника, поверхность, предназначенная для отделения статичной части сборки магнитного подшипника от части магнитного подшипника, выполненной таким образом, чтобы вращаться, когда магнитные поля сборки магнитного подшипника недостаточны для поднятия ротора;

«перенос» - передача от одного устройства, места и/или состояния к другому;

«переносить» - передавать от одного устройства, места и/или состояния к другому;

«передавать» - обеспечивать, снабжать, доставлять, посылать как сигнал и/или сообщать (например, силу, энергию и/или информацию) от одного места и/или вещи другому;

«два» - количественное числительное, равное один плюс один;

«пользовательский интерфейс» - устройство и/или программа для передачи информации пользователю и/или запрашивания информацию у пользователя. Пользовательский интерфейс может содержать, по меньшей мере, одно из: текстовый, графический, звуковой, видео, анимационный и/или осязательный элемент. Текстовый элемент может быть представлен, например, принтером, монитором, дисплеем, проектором и т.д. Графический элемент может быть представлен, например, через монитор, дисплей, проектор и/или устройство визуальной индикации, такое как свет, флаг, маячок и т.д. Звуковой элемент может быть представлен, например, через колонку, микрофон и/или другое звуковоспроизводящее и/или звукопринимающее устройство. Видеоэлемент или анимационный элемент могут быть представлены, например, через монитор, дисплей, проектор и/или другое визуальное устройство. Осязательный элемент может быть представлен, например, через очень низкочастотную колонку, вибратор, сенсорный стимулятор, сенсорную накладку, симулятор, клавиатуру, клавиатуру, мышь, трекбол, джойстик, геймпад, колесо, сенсорную панель, сенсорный экран, указывающее устройство и/или другое осязательное устройство и т.д. Пользовательский интерфейс может содержать один или более одного текстового элемента, такой как, например, одну или несколько букв, число, символ и т.д. Пользовательский интерфейс может содержать один или большее количество графических элементов, таких как, например, изображение, фотографию, рисунок, иконку, окно, строку заголовка, панель, лист, ярлык, чертеж, матрицу, таблицу, форму, календарь, очертание, структуру, диалоговое окно, статичный текст, текстовое окно, список, список выбора, выскакивающий список, прокручиваемый список, меню, панель инструментов, установочный модуль, флажок, кнопку-переключатель, гиперссылку, браузер, кнопку, управляющий элемент, цветовую палитру, панель предварительного просмотра, цветовое колесо, цифровой диск, регулятор, полосу прокрутки, курсор, строку состояния, степпер и/или индикатор состояния и т.д. Текстовый и/или графический элемент может использоваться для того, чтобы выбирать, программировать, регулировать, изменять, определять и т.д. внешний вид, фоновый цвет, фоновый стиль, тип границы, толщину границы, цвет переднего плана, шрифт, стиль шрифта, размер шрифта, выравнивание, межстрочный интервал, выравнивание, максимальную длину данных, проверку правильности данных, запросы, тип курсора, тип указателя, автоматическую установку размера, положение и/или размер и т.д. Пользовательский интерфейс может содержать один или большее количество звуковых элементов, таких как, например, регулировку громкости, регулировку тональности, регулировку скорости, дешифратор голоса и/или один или большее количество элементов для управления проигрыванием звука, скоростью, паузами, быстрой прокруткой, обратной прокруткой и т.д. Пользовательский интерфейс может содержать один или большее количество видеоэлементов, таких как, например, элемент, управляющий проигрыванием видео, скоростью, паузами, быстрой прокруткой, обратной прокруткой, увеличением масштаба изображения, уменьшением масштаба изображения, вращением и/или наклоном и т.д. Пользовательский интерфейс может содержать один или большее количество анимационных элементов, таких как, например, элемент, управляющий проигрыванием анимации, паузами, быстрой прокруткой, обратной прокруткой, увеличением масштаба изображения, уменьшением масштаба изображения, вращением, наклоном, цветом, интенсивностью, скоростью, частотой, внешним видом и т.д. Пользовательский интерфейс может содержать один или большее количество осязательных элементов, таких как, например, элемент, использующий осязательный раздражитель, силу, давление, вибрацию, движение, смещение, температуру и т.д.;

«через» - путем и/или при использовании;

«том» - дисковод и/или виртуальный дисковод;

«клин» - элемент, содержащий две по существу плоских, по существу радиальных лицевых стороны, которые разделены острым углом и ограничены по существу дугообразной и/или плоской лицевой стороной, и содержащий противостоящую пару по существу параллельных, по существу в форме сектора лицевых сторон, которые по существу перпендикулярны к двум по существу плоским, по существу радиальным лицевым сторонам;

«когда» - во время того, как;

«причем, при этом» - в отношении которого; и; и/или в дополнение к.

Подробное описание

Конкретные иллюстративные варианты выполнения содержат систему, которая может содержать статичную часть радиального магнитного подшипника. Статичная часть радиального магнитного подшипника может содержать электромагниты. Статичная часть радиального магнитного подшипника может содержать усилители с модуляцией ширины импульса, каждый из которых может быть выполнен таким образом, чтобы обеспечивать электроэнергией соответствующий электромагнит из множества электромагнитов.

Конкретные иллюстративные варианты выполнения могут содержать относительно компактный, высокоэффективный, недорогой магнитный подшипник, предназначенный для использования в машине с вращающимися валами. В конкретных иллюстративных вариантах выполнения электронное оборудование для магнитного подшипника, которое может содержать согласование датчика, цифровую обработку и/или усиление мощности, может быть установлено внутри конструкции статора магнитного подшипника. Магнитный подшипник может содержать контактные поверхности, предназначенные для удержания вала, когда магнитный подшипник либо выключен, либо неисправен.

Магнитные подшипники могут быть использованы для поддержания и размещения вращающегося оборудования для применений, в которых присутствует одна или более из следующих спецификаций:

низкое механическое изнашивание;

отсутствие смазки;

относительно высокие скорости вращения (например, между приблизительно 3600 и приблизительно 100000 оборотов в минуту);

работа в агрессивной среде и/или

относительно низкие фрикционные потери.

Конкретные иллюстративные системы магнитного подшипника могут содержать электромагниты, датчики и/или электронные элементы управления. Электрические соединения между электронными элементами управления и электромагнитами могут передавать электрические токи, связанные с работой магнитного подшипника. Радиальный подшипник может быть выполнен таким образом, чтобы поддерживать вращающийся вал в поперечном направлении. Радиальный подшипник может содержать три или большее количество электромагнитов и/или датчиков. Упорный подшипник может быть выполнен с возможностью ограничения движения вращающегося вала в продольном (осевом) направлении. Упорный подшипник может содержать два или большее количество электромагнитов и два или большее количество датчиков. Система с пятью осями может содержать два радиальных подшипника и один или большее количество упорных подшипников, которые в совокупности могут содержать приблизительно десять электромагнитов и/или приблизительно десять датчиков.

Электроэнергия для магнитного подшипника может передаваться от источника электроэнергии на усилители и/или электромагниты магнитного подшипника. Усилители могут быть усилителями непрерывного типа и/или коммутирующими усилителями, такими как усилители с модуляцией ширины импульса (МШИ). Поскольку каждый электромагнит в магнитном подшипнике может вести себя как большая индуктивность, соединенная последовательно с маленьким сопротивлением, реактивная мощность, текущая к каждому электромагниту, может быть высокой, но фактическая полезная энергия, которая течет к магнитным подшипникам, может быть относительно небольшой, даже для относительно больших уровней тока в магнитном подшипнике. Поскольку относительно небольшое количество мощности может быть рассеяно в усилителях и электромагнитах, ток, протекающий между источником электроэнергии и усилителем для каждого электромагнита, может быть лишь незначительной долей от электрического тока, протекающего в иллюстративном электромагните. В конкретных иллюстративных вариантах выполнения электрический ток в электромагните может быть приблизительно в десять раз выше, чем электрический ток, текущий к иллюстративному усилителю.

Поскольку ток, протекающий между усилителями и электромагнитами, может быть больше, чем ток между усилителями и электромагнитами, в конкретных иллюстративных вариантах выполнения усилители и электромагниты могут быть размещены в относительной непосредственной близости друг к другу. В конкретных иллюстративных вариантах выполнения магнитный подшипник может содержать электронное управление. Усилители могут быть расположены в относительной непосредственной близости от электромагнитов.

В конкретных иллюстративных вариантах выполнения провода между усилителями и электромагнитами могут быть относительно короткими и быть расположенными внутри магнитного подшипника, так что количество созданного ЭМП относительно невелико.

Фиг.1 представляет собой блок-схему иллюстративного варианта выполнения системы 1000, который может содержать вал 1700. Смещение вала 1700 может быть радиально ограничено посредством первого магнитного подшипника 1300 и/или второго магнитного подшипника 1400. Каждый первый магнитный подшипник 1300 и/или второй магнитный подшипник 1400 может содержать ротационную часть и статичную часть. Вал 1700 может содержать дисковую часть 1750. Осевое смещение вала 1700 может быть ограничено первым упорным магнитным подшипником 1500 и/или вторым упорным магнитным подшипником 1600, действующими на дисковую часть 1750.

Каждый первый магнитный подшипник 1300, второй магнитный подшипник 1400, первый упорный магнитный подшипник 1500 и/или второй упорный магнитный подшипник 1600 может контролироваться и/или управляться извне путем выполнения управляющей программы 1160 на информационном устройстве 1100. Сигналы к каждому первому магнитному подшипнику 1300, второму магнитному подшипнику 1400, первому упорному магнитному подшипнику 1500 и/или второму упорному магнитному подшипнику 1600 могут быть переданы по сети 1200. Информационное устройство 1100 может содержать пользовательский интерфейс 1120, который может быть выполнен с обеспечением обращения с информацией, связанной с валом 1700, первым магнитным подшипником 1300, вторым магнитным подшипником 1400, первым упорным магнитным подшипником 1500 и/или вторым упорным магнитным подшипником 1600.

Фиг.2 представляет собой блок-схему иллюстративного варианта выполнения системы 2000, который может содержать соединительную коробку 2800, которая может быть предназначена для электрического соединения статичной части 2200 первого радиального магнитного подшипника и источника 2900 энергии. Источник 2900 энергии может быть источником энергии постоянного тока, выполненным для снабжения электроэнергией через положительный провод и отрицательный провод. Система 2000 может содержать вал 2100. Вал 2100 может поддерживаться и/или ограничиваться в движении относительно статичной конструкции 2400 с помощью статичной части 2200 первого радиального магнитного подшипника, статичной части 2300 второго радиального магнитного подшипника, статичной части 2160 первого упорного магнитного подшипника и/или статичной части 2180 второго упорного магнитного подшипника. Статичная часть 2200 первого радиального магнитного подшипника может быть связана с соответствующей ротационной частью 2250 первого магнитного подшипника. Аналогично, статичная часть 2300 второго магнитного подшипника может быть связана с соответствующей ротационной частью 2350 второго магнитного подшипника. Электроэнергия может быть подана к статичной части 2200 первого радиального магнитного подшипника через первую пару электрических проводников 2500. Электроэнергия может подаваться к статичной части 2160 первого упорного магнитного подшипника и/или статичной части 2180 второго упорного магнитного подшипника через вторую пару электрических проводников 2600. Точно так же, электроэнергия может подаваться к статичной части 2300 второго радиального магнитного подшипника через третью пару электрических проводников 2700.

Статичная часть 2160 первого упорного магнитного подшипника и/или статичная часть 2180 второго упорного магнитного подшипника может быть выполнена с возможностью ограничения перемещения вала 2100 с помощью дисковой части 2150. Статичная часть 2160 первого упорного магнитного подшипника и/или статичная часть 2180 второго упорного магнитного подшипника может содержать два или большее количество электромагнитов.

В конкретных иллюстративных вариантах выполнения воздушный промежуток 2120 между ротационной частью 2250 первого магнитного подшипника и статичной частью 2200 первого магнитного подшипника может быть меньше, в дюймах, чем приблизительно 0,001, 0,003, 0,006, 0,010, 0,011, 0,014, 0,019, 0,020, 0,03, 0,034, 0,037 и/или 0,040 (0,025, 0,075, 0,15, 0,25, 0,275, 0,35, 0,475, 0,5, 0,75, 0,85, 0,925 и/или 1 мм), и/или любое значение или диапазон между этими значениями.

Конкретные иллюстративные варианты выполнения могут содержать одно или большее количество из следующего:

электронное управление, которое может быть выполнено для измерения, обработки и/или усиления. Электронное управление может быть установлено внутри конструкции статичной части статора магнитного подшипника, такой как статичная часть 2200 первого магнитного подшипника;

коммуникацию с одним или несколькими статичными частями магнитного подшипника, такими как статичная часть 2200 первого магнитного подшипника, статичная часть 2300 второго радиального магнитного подшипника, статичная часть 2160 первого упорного магнитного подшипника и/или статичная часть 2180 второго упорного магнитного подшипника без необходимости во внешнем электронном управляющем устройстве;

статичная часть 2200 первого радиального магнитного подшипника, статичная часть 2300 второго радиального магнитного подшипника, статичная часть 2160 первого упорного магнитного подшипника и/или статичная часть 2180 второго упорного магнитного подшипника может быть связана с одной или большим количеством монтажных плат кольцевой формы (такой как первая кольцевая монтажная плата 5300 и вторая кольцевая монтажная плата 5900, показанные на Фиг.5), которые могут быть установлены с обеих сторон электромагнитов;

статичная часть 2200 первого радиального магнитного подшипника, статичная часть 2300 второго радиального магнитного подшипника, статичная часть 2160 первого упорного магнитного подшипника и/или статичная часть 2180 второго упорного магнитного подшипника может содержать независимые электромагниты, выполненные в форме буквы Е (так, как проиллюстрировано электромагнитом 5700 на Фиг.5) с одной катушкой на электромагнит и без массивного железа;

статичная часть 2200 первого радиального магнитного подшипника, статичная часть 2300 второго радиального магнитного подшипника, статичная часть 2160 первого упорного магнитного подшипника и/или статичная часть 2180 второго упорного магнитного подшипника может содержать электронные монтажные платы и проводку в объемах клинообразной формы (таких как клинообразные объемы 5600 из Фиг,5) между электромагнитами (такими как электромагнит 5700 на Фиг.5);

статичная часть 2200 первого радиального магнитного подшипника, статичная часть 2300 второго радиального магнитного подшипника, статичная часть 2160 первого упорного магнитного подшипника и/или статичная часть 2180 второго упорного магнитного подшипника может содержать относительно маленькие датчики (такие, как датчики 5500, показанные на Фиг.5), помещенные с обеих сторон электромагнитов (таких, как электромагнит 5700 на Фиг.5);

статичная часть 2200 первого радиального магнитного подшипника, статичная часть 2300 второго радиального магнитного подшипника, статичная часть 2160 первого упорного магнитного подшипника и/или статичная часть 2180 второго упорного магнитного подшипника может содержать датчики между электромагнитами (такими, как электромагнит 5700 на Фиг.5) смещенные в угловом положении от центров электромагнитов таким образом, что датчики (такие, как датчики 5500 на Фиг.5) могут быть установлены между концевыми обмотками (такими, как катушка 5780 на Фиг.5) электромагнитов; и/или

контактные поверхности (такие, как первое контактное кольцо 5100 и/или второе контактное кольцо 5950 на Фиг.5) с обеих сторон статичной части 2200 первого радиального магнитного подшипника и/или статичной части 2300 второго радиального магнитного подшипника.

Фиг.3 представляет собой вид в аксонометрии иллюстративного варианта выполнения системы магнитного подшипника 3000, который изображает статичную часть 3100 иллюстративного радиального магнитного подшипника и ротационную часть 3600 радиального магнитного подшипника, когда обе они собраны вместе. Ротационная часть 3600 радиального магнитного подшипника может быть установлена на внешнем диаметре вращающегося вала машины и вращается вместе с валом. Статичная часть 3100 радиального магнитного подшипника, который может содержать электромагниты и электронику, может по существу окружать ротационную часть 3600 радиального магнитного подшипника. Внутренний диаметр статичной части 3100 радиального магнитного подшипника может быть немного больше, чем наружный диаметр ротационной части 3600 радиального магнитного подшипника таким образом, что между ротационной частью 3600 радиального магнитного подшипника и статичной частью 3100 радиального магнитного подшипника имеется радиальный воздушный промежуток. В конкретных иллюстративных вариантах выполнения статичная часть 3100 радиального магнитного подшипника может активно размещать ротационную часть 3600 радиального магнитного подшипника таким образом, что ротационная часть 3600 радиального магнитного подшипника остается по существу концентрической по отношению к статичной части 3100 радиального магнитного подшипника, по существу устраняя, тем самым, механический контакт.

Статичная часть 3100 радиального магнитного подшипника может содержать:

одну или большее количество опорных пластин 3200;

клинообразные объемы 3300;

магнитопроводы 3400 статора и/или

контактное кольцо 3800.

Ротационная часть 3600 радиального магнитного подшипника может содержать:

втулку 3700;

пластины;

установочное кольцо датчика и/или

контактную ступицу 3500.

Электроника для системы 3000 может быть установлена в статичной части 3100 радиального магнитного подшипника. Система 3000 может содержать электрическое соединение 3950, которое может быть выполнено для получения электроэнергии от источника электроэнергии. Система 3000 может содержать коммуникационный порт 3900, который может быть коммуникативное подсоединен к сети.

Фиг.4 представляет собой вид с конца иллюстративного варианта выполнения системы магнитного подшипника 4000, который может содержать:

контактное кольцо 4100;

одну или большее количество опорных пластин 4200;

контактную ступицу 4300;

втулку 4400;

электрическое соединение 4600, которое может быть выполнено для получения электроэнергии от источника электроэнергии; и/или

коммуникационный порт 4500, который может быть коммуникативно подсоединен к сети.

Фиг.5 представляет собой разобранный вид иллюстративного варианта выполнения статичной части 5000 магнитного подшипника, который может содержать электромагниты 5700, например, три или больше электромагнитов 5700. Каждый электромагнит 5700 может состоять из секторов 5750 электромагнита. Каждый электромагнит 5700 может содержать обмотку 5780. Статичная часть 5000 магнитного подшипника может содержать первую опорную пластину 5400 и/или вторую опорную пластину 5800, каждая из которых может быть выполнена для удержания и/или ограничения движения секторов 5750 электромагнита, клинообразные объемы 5600 и/или датчики 5500 положения. Статичная часть 5000 магнитного подшипника может содержать усилители с модуляцией ширины импульса, например три или больше усилителей с модуляцией ширины импульса, размещенных в внутри соответствующего клинообразного объема из указанных клинообразных объемов 5600. Каждый усилитель с модуляцией ширины импульса может быть предназначен для обеспечения электроэнергией соответствующего электромагнита из указанных электромагнитов 5700. Каждый объем из указанных клинообразных объемов 5600 может быть радиально расположен между соответствующей парой из указанных электромагнитов 5700. Один или больше из указанных клинообразных объемов 5600 может быть выполнен для передачи электрических сигналов от датчиков 5500 положения к по меньшей мере одной из первой кольцевой монтажной платы 5300 и второй кольцевой монтажной платы 5900.

В иллюстративном варианте выполнения показаны четыре электромагнита, каждый из которых состоит из пакета связанных пластин Е-образной формы с обмотками, намотанными вокруг центрального плеча электромагнита Е-образной формы.

В конкретных иллюстративных вариантах выполнения каждый из указанных электромагнитов 5700 индивидуально закреплен между первой опорной пластиной 5400 и второй опорной пластиной 5800 без непрерывного массивного железа между указанными электромагнитами 5700.

Каждый электромагнит 5700 может быть выполнен из модульных секторов 5750 электромагнита. Каждый электромагнит 5700 может быть связан с соответствующим усилителем с модуляцией ширины импульса. Усилитель с модуляцией ширины импульса может быть предназначен для обеспечения электроэнергией соответствующего электромагнита 5700. Соответствующий клинообразный объем 5600 может содержать каждый из усилителей с модуляцией ширины импульса. Каждый клинообразный объем 5600 может быть радиально расположен между соответствующей парой электромагнитов 5700.

Опорная пластина 5400 может быть выполнена для переноса больше чем пятидесяти процентов тепла, полученного от осевой поверхности статичном части 5000 магнитного подшипника. Осевая поверхность статичной части 5000 магнитного подшипника может быть по меньшей мере частично ограничена контактным кольцом 5100. Тепло может быть создано такими элементами, как:

электромагниты 5700;

первая кольцевая монтажная плата 5300;

вторая кольцевая монтажная плата 5900 и/или

усилители с модуляцией ширины импульса, содержащиеся в клинообразных объемах 5600, и т.д.

Первая кольцевая монтажная плата 5300 может быть выполнена для принятия коммуникативной связи от сети в коммуникационном соединителе 5200. Вторая кольцевая монтажная плата 5900 может быть выполнена для обеспечения электроэнергии, коммуникативной передачи сигналов и/или управления сигналами усилителя с модуляцией ширины импульса. Первая кольцевая монтажная плата 5300 может быть электрически соединена и/или коммуникативно соединена со второй кольцевой монтажной платой 5900.

Датчики 5500 положения могут быть предназначены для определения радиального положения ротационной части магнитного подшипника, соответствующей статичной части 5000 магнитного подшипника. Каждый из датчиков 5500 положения может быть расположен между соответствующей парой указанных электромагнитов 5700. Также, каждый из датчиков 5500 положения вставлен между соответствующей парой обмоток указанных электромагнитов 5700. Путем усреднения сигналов от датчиков, которые расположены на каждой стороне магнита, и вычитая сигналы из противоположно расположенных датчиков, влияние увеличения ротора (из-за тепловых и центробежных сил) и влияние угловой подачи ротора могут быть скомпенсированы и/или устранены из измеренного сигнала. Усреднение сигналов может улучшить относительную способность определять фактическое положение центра ротора относительно центра статора, что, в свою очередь, улучшает стабильность контроля с обратной связью статичной части 5000 магнитного подшипника. В конкретных иллюстративных вариантах выполнения указанные датчики 5500 могут содержать восемь датчиков, каждый из которых может быть смещен приблизительно на 45 градусов.

Статичная часть 5000 магнитного подшипника может содержать первое контактное кольцо 5100 и/или второе контактное кольцо 5950, каждое из которых может быть выполнено, чтобы отделять статичную часть 5000 от соответствующей ротационной части магнитного подшипника, когда к радиальному магнитному подшипнику не приложено никакой электроэнергии. Радиальный промежуток между внутренним диаметром первого контактного кольца 5100 и/или второго контактного кольца 5950, и соответствующих контактных ступиц, состоящих из ротационной части магнитного подшипника, могут быть приблизительно равны половине радиального промежутка между электромагнитами 5700 и ротационной частью магнитного подшипника. Соответственно, когда магнитный подшипник не работает либо из-за нехватки электроэнергии, либо из-за отказа, ротационная часть магнитного подшипника может удерживаться во внутреннем диаметре первого контактного кольца 5100 и/или второго контактного кольца 5950 без контакта между магнитным железом в статичной части 5000 магнитного подшипника и ротационной частью магнитного подшипника. Это уменьшает потенциальное повреждение магнитного подшипника и/или связанного с ним механизма, когда магнитный подшипник не работает. Поскольку контактные поверхности включены в оба конца статичной части 5000 магнитного подшипника, магнитное железо защищено от контакта вдоль всей длины связанного магнитопровода.

Фиг.6 представляет собой разобранный вид иллюстративного варианта выполнения ротационной части магнитного подшипника 6000, которая может содержать ряд компонентов, установленных на внешнем диаметре полой втулки 6100. Втулка 6100 может быть установлена на валу механизма (не показан). Магнитопровод 6200 ротора может быть установлен в центральной области втулки 6100. Пластины ротора 6200 могут быть выполнены с обеспечением замыкания пути магнитного потока электромагнитов, состоящих из статичной части магнитного подшипника, создавая, таким образом, радиальную силу, связанную с магнитным подшипником. С обеих сторон пластин 6200 ротора расположены первое установочное кольцо 6300 датчика и второе установочное кольцо 6500 датчика, которые могут быть поверхностями, образованными датчиками, содержащимися в статичной части магнитного подшипника. Ротационная часть 6000 магнитного подшипника может содержать первую контактную ступицу 6400 и/или вторую контактную ступицу 6600, которые могут быть выполнены для связи с внутренним диаметром соответствующей пары контактных колец, когда магнитный подшипник не возбужден.

Фиг.7 является иллюстративным вариантом выполнения системы 7000, иллюстрирующим сечение А-А, изображенное на Фиг.4, который является видом в разрезе выреза, сделанного через центральную область электромагнитов. Система 7000 может содержать:

опорную пластину 7100;

установочный датчик 7200;

втулку 7300;

пластины 7400 ротора;

контактную ступицу 7500;

контактное кольцо 7600;

обмотку 7700 и/или

кольцевую монтажную плату 7800 и т.д.

Фиг.8 является иллюстративным вариантом выполнения системы 8000, иллюстрирующим сечение В-В, изображенное на Фиг.4, который является видом в разрезе выреза, сделанного через область, включающую датчики иллюстративного варианта выполнения. Система 8000 может содержать:

соединитель 8100 мощности;

датчик 8200 и/или

клинообразный объем 8300 и т.д.

Фиг.9 является иллюстративным вариантом выполнения системы 9000, иллюстрирующим сечение С-С, изображенное на Фиг.7, который может быть поперечным сечением по осевой плоскости электромагнитов. Система 9000 может содержать:

пластины 9100 ротора;

электромагнит 9200;

обмотку 9300;

клинообразный объем 9400 и/или

втулку 9500 и т.д.

Фиг.10 является иллюстративным вариантом выполнения системы 10000, иллюстрирующим сечение D-D, изображенное на Фиг.7, который может быть поперечным сечением по осевой плоскости датчиков положения. Система 10000 может содержать:

втулку 10100;

контактную ступицу 10200;

контактное кольцо 10300 и/или

опорную пластину 10400 и т.д.

Фиг.11 является иллюстративным вариантом выполнения системы 11000, иллюстрирующим сечение Е-Е, изображенное на Фиг.8, который может быть поперечным сечением по осевой плоскости контактных поверхностей. Фиг.11 иллюстрирует иллюстративный вариант выполнения датчика, установленного между концевыми обмотками электромагнитов. Система 11000 может содержать:

установочное кольцо 11100 датчика;

обмотку 11200;

датчик 11300;

втулку 11400;

контактную ступицу 11500 и/или

опорную пластину 11600 и т.д.

Фиг.12 представляет собой блок-схему иллюстративного варианта выполнения способа 12000. При выполнении способа могут быть применены 12100 электромагниты. Например, может применяться электромагнит, имеющий форму буквы Е, такой как электромагнит 5700, изображенный на Фиг.5.

При выполнении способа могут применяться 12200 обмотки, которые могут быть предназначены для размещения на электромагнитах. Например, может быть использована обмотка, такая как обмотка 5780, изображенная на Фиг.5.

При выполнении способа может быть использована 12300 электроника. Например, могут применяться электронные цепи, выполненные для обеспечения электромагнитов сигналами, модулированными шириной импульса. Электронные цепи могут быть предназначены для установки и/или размещения в одном или большем количестве клинообразных объемов статичной части магнитного подшипника.

При выполнении способа могут быть применены 12400 датчики. Датчики могут быть предназначены для установки между соответствующей парой электромагнитов. Датчики могут быть предназначены для определения радиального положения ротационной части магнитного подшипника относительно статичной части магнитного подшипника.

При выполнении способа могут быть применены 12500 опорные платы. Опорные платы могут быть предназначены, в конкретных функциональных вариантах выполнения, для удержания указанных электромагнитов в по существу неподвижном положении относительно указанных клинообразных объемов.

При выполнении способа могут быть применены 12600 кольцевые монтажные платы. По меньшей мере одна из кольцевых монтажных плат может быть коммуникативно присоединена к электронным цепям. По меньшей мере одна из кольцевых монтажных плат может быть предназначена для обеспечения электронных плат электроэнергией.

При выполнении способа могут быть применены 12700 контактные кольца. Контактные кольца могут быть предназначены для размещения на соответствующих контактных ступицах магнитного подшипника, когда магнитный подшипник не возбужден.

При выполнении способа может быть собрана 12800 статичная часть магнитной части магнитного подшипника. Статичная часть магнитного подшипника может содержать:

одну или большее количество опорных пластин;

клинообразные объемы;

электромагниты;

датчики;

одну или большее количество кольцевых монтажных плат и/или

одно или большее количество контактных колец и т.д.

При выполнении способа может быть собрана 12900 ротационная часть магнитного подшипника. Ротационная часть магнитного подшипника может содержать:

втулку;

пластины;

одно или большее количество установочных колец датчика и/или

одну или большее количество контактных ступиц и т.д.

Примечание

Тем не менее, другие практические и полезные варианты выполнения будут очевидны для специалистов после прочтения вышеприведенного подробного описания и изучения чертежей конкретных иллюстративных вариантов выполнения. Нужно понимать, что возможны многочисленные изменения, модификации и дополнительные варианта выполнения, причем все эти изменения, модификации и варианты выполнения должны быть расценены как подпадающие под сущность и объем этой заявки.

Таким образом, независимо от содержания любой части (например, названия изобретения, области изобретения, уровня техники, сущности изобретения, реферата, чертежей и т.д.) этой заявки, если только не определено наоборот явным образом, т.е. посредством явного определения, утверждения или аргумента относительно любого пункта формулы изобретения этой заявки и/или любого пункта формулы изобретения любой заявки, приоритет которой заявляется по дате подачи этой заявки, первоначально ли поданной или:

нет никакого требования для включения никакого конкретно описанного или проиллюстрированного признака, функции, выполнения способа, или элемента, любой конкретной последовательности действий, или любой конкретной взаимосвязи элементов;

любые элементы могут быть объединены, отделены и/или дублированы;

любое действие может быть выполнено повторно, выполнено несколькими элементами и/или выполнено в нескольких юрисдикциях; и

любое действие или элемент могут быть определенно исключены, последовательность действий может быть изменена и/или взаимосвязь элементов может быть изменена.

Кроме того, когда указано любое число или диапазон, если явным образом не заявлено иначе, то число или диапазон являются приблизительными. Когда здесь указан любой диапазон, если явным образом не заявлено иначе, этот диапазон включает все значения и все поддиапазоны. Например, если указан диапазон от 1 до 10, то этот диапазон включает все значения между этими числами, например, 1,1, 2,5, 3,335, 5, 6,179, 8,9999, и т.д., и включает все поддиапазоны между этими числами, например, от 1 до 3,65, от 2,8 до 8,14, от 1,93 до 9, и т.д.

Любая информация в любом документе (например, патенте Соединенных Штатов, заявке на патент Соединенных Штатов, книге, статье и т.д.), который был включен сюда посредством ссылки, только включен посредством ссылки до такой степени, что между такой информацией и другими приведенными здесь утверждениями и чертежами не существует никакого конфликта. В случае такого конфликта, включая конфликт, который сделал бы неправомочным любой пункт формулы изобретения или приоритета к этой заявке, любая такая противоречивая информация считается не включенной в эту заявку посредством ссылки.

Соответственно, описания и чертежи должны быть расценены как иллюстративные, а не ограничивающие.

1. Система, содержащая:
ротор, содержащий:
ротационную часть радиального магнитного подшипника, содержащую:
втулку,
слоистые пластины,
целевое кольцо датчика,
первую контактную ступицу и
вторую контактную ступицу, и
статор, содержащий:
статичную часть радиального магнитного подшипника, содержащую:
три или большее количество электромагнитов, каждый из которых содержится в электромагнитном секторе,
первую опорную пластину, предназначенную для удержания указанных электромагнитных секторов,
вторую опорную пластину, предназначенную для удержания указанных электромагнитных секторов,
три или большее количество усилителей с модуляцией ширины импульса, каждый из которых предназначен для обеспечения электроэнергией соответствующего электромагнита из указанных трех или большего количества электромагнитов, причем каждый из указанных трех или большего количества усилителей содержится в соответствующем клинообразном объеме, при этом каждый клинообразный объем радиально расположен между двумя из указанных трех или большего количества электромагнитов,
первую кольцевую монтажную плату, предназначенную для приема коммуникационного соединения от сети,
вторую кольцевую монтажную плату, предназначенную для обеспечения передачи сигналов управления указанным трем или большему количеству усилителей с модуляцией ширины импульса,
датчики положения, предназначенные для определения радиального положения указанного ротора, причем каждый из указанных датчиков расположен между парой из трех или большего количества электромагнитов,
контактное кольцо, предназначенное для отделения указанного ротора от указанного статора, когда к указанному магнитному подшипнику не приложено никакого электропитания, и статичную часть упорного магнитного подшипника, содержащую:
два или большее количество электромагнитов,
два или большее количество усилителей с модуляцией ширины импульса, каждый из которых предназначен для обеспечения электроэнергией соответствующего электромагнита из указанных двух или большего количества электромагнитов, причем каждый из указанных двух или большего количества усилителей содержится в соответствующем клинообразном объеме, при этом каждый клинообразный объем радиально расположен между соответствующей парой из указанных двух или большего количества электромагнитов,
первую кольцевую монтажную плату, предназначенную для приема коммуникационного соединения от сети, и
вторую кольцевую монтажную плату, предназначенную для обеспечения передачи сигналов управления указанным трем или большему количеству усилителей с модуляцией ширины импульса.

2. Система, содержащая:
статор, содержащий:
первую статичную часть радиального магнитного подшипника, содержащую:
три или большее количество электромагнитов, каждый из которых содержится в модульном электромагнитном секторе, и
три или большее количество усилителей с модуляцией ширины импульса, каждый из которых предназначен для обеспечения электроэнергией соответствующего электромагнита из указанных трех или большего количества электромагнитов, причем каждый из указанных трех или большего количества усилителей содержится в соответствующем клинообразном объеме, при этом каждый клинообразный объем радиально расположен между двумя из указанных трех или большего количества электромагнитов.

3. Система по п.2, дополнительно содержащая соединительную коробку, предназначенную для электрического соединения указанной первой статичной части радиального магнитного подшипника с источником энергии.

4. Система по п.2, дополнительно содержащая вторую статичную часть радиального магнитного подшипника.

5. Система по п.2, дополнительно содержащая первую ротационную часть радиального магнитного подшипника, предназначенную для соединения магнитным образом с первой статичной частью радиального магнитного подшипника.

6. Система по п.2, дополнительно содержащая первую ротационную часть радиального магнитного подшипника, предназначенную для соединения магнитным образом с первой статичной частью радиального магнитного подшипника, причем указанная первая ротационная часть радиального магнитного подшипника содержит:
втулку,
слоистые пластины,
целевое кольцо датчика,
первую контактную ступицу и
вторую контактную ступицу.

7. Система по п.2, дополнительно содержащая опорную пластину, предназначенную для удержания указанных трех или большего количества электромагнитов.

8. Система по п.2, дополнительно содержащая первую опорную пластину, предназначенную для удержания указанных трех или большего количества электромагнитов, и вторую опорную пластину, предназначенную для удержания указанных трех или большего количества электромагнитов.

9. Система по п.2, дополнительно содержащая кольцевую монтажную плату, предназначенную для приема коммуникационного соединения от сети.

10. Система по п.2, дополнительно содержащая кольцевую монтажную плату, предназначенную для обеспечения передачи сигналов управления указанным трем или большему количеству усилителей с модуляцией ширины импульса.

11. Система по п.2, дополнительно содержащая первую кольцевую монтажную плату, предназначенную для приема коммуникационного соединения от сети, и вторую кольцевую монтажную плату, предназначенную для обеспечения передачи сигналов управления указанным трем или большему количеству усилителей с модуляцией ширины импульса.

12. Система по п.2, дополнительно содержащая первую кольцевую монтажную плату, предназначенную для приема коммуникационного соединения от сети и содержащую коммуникационный порт.

13. Система по п.2, дополнительно содержащая датчики положения, которые предназначены для определения радиального положения ротора, связанного с указанным статором, и каждый из которых расположен между соответствующими двумя из указанных трех или большего количества электромагнитов.

14. Система по п.2, дополнительно содержащая датчики положения, которые предназначены для определения радиального положения ротора, связанного с указанным статором, и каждый из которых расположен между соответствующими двумя из указанных трех или большего количества электромагнитов, при этом указанные датчики содержат восемь датчиков.

15. Система по п.2, дополнительно содержащая контактное кольцо, предназначенное для отделения ротора от статора, когда к указанному первому радиальному магнитному подшипнику не приложено никакого электропитания.

16. Система по п.2, дополнительно содержащая статичную часть упорного магнитного подшипника, содержащую два или большее количество электромагнитов.

17. Система по п.2, в которой воздушный промежуток между ротационной частью магнитного подшипника, содержащего указанную статичную часть первого радиального магнитного подшипника, и указанной статичной частью магнитного подшипника меньше, чем 0,5 мм (0,020 дюйма).

18. Система по п.2, в которой промежуток, образованный между первым контактным кольцом магнитного подшипника, содержащего указанную статичную часть первого радиального магнитного подшипника, и ротационной частью магнитного подшипника меньше, чем 0,25 мм (0,010 дюйма).

19. Система, содержащая:
статор, содержащий:
статичную часть упорного магнитного подшипника, содержащую:
два или большее количество электромагнитов, каждый из которых содержится в модульном электромагнитном секторе, и
два или большее количество усилителей с модуляцией ширины импульса, каждый из которых предназначен для обеспечения электроэнергией соответствующего электромагнита из указанных двух или большего количества электромагнитов, причем каждый из указанных двух или большего количества усилителей содержится в соответствующем клинообразном объеме, при этом каждый клинообразный объем радиально расположен между двумя из указанных двух или большего количества электромагнитов.

20. Система, содержащая:
статор, содержащий:
опорную пластину, предназначенную для переноса более 50% тепла, создаваемого осевой поверхностью указанного статора, причем указанное тепло вырабатывается элементами, содержащими:
три или большее количество электромагнитов, которые содержатся в статичной части радиального магнитного подшипника и каждый из которых содержится в модульном электромагнитном секторе, и
три или большее количество усилителей с модуляцией ширины импульса, каждый из которых предназначен для обеспечения электроэнергией соответствующего электромагнита из указанных трех или большего количества электромагнитов, причем каждый из указанных трех или большего количества усилителей содержится в соответствующем клинообразном объеме, при этом каждый клинообразный объем радиально расположен между двумя из указанных трех или большего количества электромагнитов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в роторных механизмах на электромагнитных опорах. .
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к электроприводным видам транспорта. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в роторных механизмах на электромагнитных опорах. .

Изобретение относится к подшипниковым системам ротора. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в роторных механизмах на электромагнитных опорах. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к электрическим машинам и приборам с вращающимися узлами. .

Изобретение относится к цепи электропитания для высокоскоростного электропривода. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании вращающихся электрических машин с магнитными подшипниками, например турбогенераторов с воздушным охлаждением, имеющих замкнутый цикл вентиляции.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к электромагнитным устройствам, обеспечивающим неконтактный подвес ферромагнитного элемента с полезной нагрузкой в ультрацентрифугах, расходомерах и т.д.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в роторных механизмах на электромагнитных опорах. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности накопителям энергии для транспортных электрифицированных систем, источников аварийного и бесперебойного питания для атомных, ветровых и солнечных электростанций

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в роторных механизмах на электромагнитных опорах

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в высокоскоростных магнитоэлектрических машинах

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в подшипниковых узлах. Изобретение позволяет создать подшипник, имеющий высокий срок службы и обеспечивающий высокую устойчивость к осевым и радиальным нагрузкам при минимизации габаритов и веса. Кроме этого, представленный подшипник работает практически бесшумно и обладает высокой устойчивостью к загрязнениям. Ротор и статор выполнены в виде магнитов с постоянной осевой намагниченностью в форме корпусных тел вращения, расположенных соосно и их одноименные магнитные полюса направлены друг к другу, по внутренней поверхности статора и обращенной к ней внешней поверхности ротора равномерно распределен электростатический заряд одинакового знака. Ротор может свободно вращаться в статоре, так как расположен с рабочим зазором и находится в подвешенном состоянии под действием магнитных и электростатических сил отталкивания. Ось подшипника, выполненная из немагнитного материала, жестко закреплена с ротором и проходит с малым зазором через фторопластовые втулки, закрепленные в статоре. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электромеханических преобразователях энергии на магнитных подшипниках. Технический результат заключается в повышении точности и надежности управления магнитным подшипником. Управление положением ротора осуществляют по напряженности внешнего магнитного поля магнитных подшипников на постоянных магнитах, использующихся в качестве основных опорных подшипников, информация об изменении которой поступает в пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор и силовой преобразователь, которые регулируют напряжение на двух электромагнитах, управляющих неустойчивостью ротора. Устройство управления магнитным подшипником содержит магнитные подшипники на постоянных магнитах, пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор, силовой преобразователь, два электромагнита, датчики положения ротора, выполненные в виде датчиков внешнего магнитного поля, установленных на внешней поверхности корпуса. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в шпиндельных узлах металлорежущих станков с высокой частотой вращения. Технический результат заключается в повышении несущей способности и жёсткости подшипниковых узлов, повышении эффективности охлаждения обмотки и сердечника статора, а также улучшении массогабаритных показателей и повышении надёжности. Электрошпиндель отличается тем, что в полости корпуса соосно с полостью сердечника статора установлены цилиндрические втулки, выполненные из изоляционного материала, например стеклотекстолита, скрепленные своими торцами с торцами сердечника статора. В подшипниковых щитах электрошпинделя установлены, по крайней мере, два радиальных и один упорный магнитные подшипники. Торцы ротора жестко скреплены с торцевыми крышками, контактирующие поверхности торцевых щитов и цилиндрических втулок снабжены уплотнениями. Подшипниковый узел выполнен с возможностью магнитного поддержания ротора, для этого каждая торцевая крышка ротора выполнена из немагнитного материала и снабжена кольцевым выступом, обращенным к соответствующему торцевому щиту, выполненному из немагнитного материала, при этом на внутренней поверхности кольцевого выступа жестко закреплены друг за другом составные постоянные магниты. Торцевые щиты снабжены кольцеобразными выступами, при этом на их внешней поверхности жестко закреплены как минимум три кольцевых постоянных магнита. Кроме того, электрошпиндель снабжен осевым магнитным подшипником. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в качестве источников электрической энергии автономных систем электроснабжения. Технический результат заключается в повышении надежности и энергоэффективности, а также в повышении выходной мощности бесконтактной электрической машины. В бесконтактной электрической машине вал с ротором выполнены в виде цилиндра постоянного сечения с пазами для вращающихся выпрямителей. При этом диаметр подвижного магнитопровода вращающегося трансформатора равен диаметру ротора, а диаметр расточки неподвижного магнитопровода вращающегося трансформатора равен диаметру расточки статора. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к электромеханическим преобразователям энергии на бесконтактных подшипниках. Технический результат заключается в повышении точности управления и повышении надежности электрической машины с ротором на бесконтактных подшипниках. Способ бессенсорного управления положением ротора заключается в том, что измеряют электродвижущую силу каждой фазы электрической машины и раскладывают ее на гармонические составляющие, измеряют выходное напряжение машины и представляют его в двухфазной системе координат, в которой рассчитывают эквивалентные токи, измеряют скорость вращения ротора, и по изменению первой, третьей, девятой и сорок третьей гармоники электродвижущей силы судят о пространственном положении ротора, а по изменению напряжений, частоты вращения и эквивалентных токов в двухфазной системе координат судят об угловой координате ротора. Информация об изменении пространственного положения ротора и угловой координате поступает в регулятор и силовой преобразователь, которые регулируют величину воздействия управляющих элементов. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано для обеспечения бесконтактного вращения ротора электрических машин. Технический результат: повышение надежности, энергоэффективности, силовых характеристик и жесткости гибридного магнитного подшипника, минимизация нагрузок на гибридные магнитные подшипники. Высокоскоростная магнитоэлектрическая машина с вертикальным валом содержит статор, ротор, насаженный на вертикальный вал. В машине установлены два радиальных и один осевой гибридные магнитные подшипники, выполненные из электромагнитов, в магнитопроводе которых установлены вставки из постоянных магнитов. При этом каждая вставка из постоянных магнитов намагничена в направлении силовой линии магнитного потока, создаваемого обмоткой электромагнита. В качестве дополнительных осевых опор установлены магнитные подшипники на постоянных магнитах, причем на стороне ротора, где осевые силы имеют максимальное значение, магнитные подшипники на постоянных магнитах установлены с возможностью отталкивания, а на противоположной стороне ротора магнитные подшипники на постоянных магнитах установлены с возможностью притяжения. 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: уменьшение массогабаритных характеристик устройства за счет увеличения окружной скорости индуктора, повышение надёжности. Электромашина содержит опорный корпус статора, шихтованный сердечник статора, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнены пазы, в которые уложены катушки обмотки статора. Опорный корпус статора выполнен в виде цилиндрического стакана, средняя часть боковых стенок которого снабжена цилиндрическим выступом. Статор размещен внутри цилиндрической полости ротора. Ротор содержит индуктор, выполненный из постоянных магнитов и ферромагнитных полюсов. Корпус ротора выполнен в виде двух тарелок, скрепленных с цилиндрической обечайкой и обращенных друг к другу своими полостями. Индуктор размещен на периферийном участке корпуса ротора и его постоянные магниты трапецеидальной формы и ферромагнитные полюса в форме параллелепипеда выполнены в виде планок, ориентированных вдоль продольной оси ротора, и установлены с образованием составного кольца с чередованием полярности полюсов. Электромашина содержит радиальные и упорные магнитные подшипники. На цилиндрической поверхности выступа опорного корпуса статора жестко закреплены статорные части составных постоянных магнитов, намагниченных с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх