Магнитная опора Советский патент 1983 года по МПК C12G3/04 

№

(Л

00 -ч

2.Опора по п. 1, о т л и ч a ю е а я с я тем, что дифференциальный электромагнитный демпфер выполнен в виде и-образного сосуда с магнитной жидкостью и управляемого источника магнитного поля, обмотка которого размещена на средней части и-образного сосуда на торцовых частях которого расположены обмотки обратной связи.

3.Опора по По 1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что дифференциальный электромагнитный демпфер выполнен в виде цилиндрического сосуда-с диэлектрической жидкостью, в средней части которого расположен подпружиненный постоянный магнит, а:на торцовых частях расположены обмотки обратной связи. , Опора попп. 1 и2, отличающаяся тем, что управляемый источник магнитного поля дифференциального электромагнитного демпфера выполнен в виде последовательно соединенных обмотки и дифференциального усилителя, входы которого подключены параллельно к соответствующим обмоткам обратной связи.

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано в качестве устройства для без контактного подвеса подвижных узлов приборов Известна магнитная опора, содержа щая два силовых электромагнита, обмо ка каждого из которых соединена последовательно с источником переменно го тока и соответствующими резонансной электрической цепью и обмоткой 0 ратной связи, а также корректирующую электрическую цепь. Кроме того, .резо нансная электрическая цепь может быт выполнена в виде последовательно соединенных конденсатора и мостового выпрямителя, в диагональ на- , грузки которого включена обмотка обратной связи . В известном устройстве в качестве корректирующих цепей используются или RC-дифференцирующие звенья как на переменном, так и на портоянном токе, включаемые в цепь магнитно го подвеса. Они могут включаться совместно с усилительными или нелинейными элементами. Недостатками опор с такими корректирующими цепями являются наличие электрической связи Между резонансной цепью подвеса и корректирующей. Эта связь, ухудшая добротность резонансного контура опо ры, снижает ее жесткость. Наличие в цепях подвеса дополнительных усилительных и нелинейных элементов снижает надежность подвеса. Кроме сэтого, корректирующие цепи на перемен ном токе теряют свой дифференцирую щие свойства, а опора теряет устойчивость при изменении частоты питания. Пассивные электрические корректирующие цепи, всегда включающие в себя резисторы, обладают достаточно высокими электрическими потерями на переменной токе. Это существенно .снижает добротность электрической iрезонансной цепи опоры и приводит к; уменьшению ее механической жесткости и устойчивости. Цель изобретения - повышение устойчивости магнитной опоры. Поставленная цель достигается тем, что магнитная опора, содержащая два силовых электромагнита, обмотка каждого из которых соединена последовательно с источником переменного тока и соответствующими резонансной электрической цепью и обмоткой обратной связи, в нее введен дифференциальный электромагнитный демпфер, к которому подключены обмотки обратной связио Кроме того, дифференциальный электромагнитный демпфер: выполнен в Виде и Образного сосуда с магнитной жидкостью и управляемого источника магнитного поля, обмотка которого размещена на средней части U Образного сосуда, на торцовых частях которого расположены обмотки обратной связи. Кроме того, дифференциальный электромагнитный демпфер выполнен в виде цилиндрического сосуда с диэлектрической жидкостыа, в средней части которого расположен подпружиненный постоянный магнит, а на торцовых частях. расположены обмотки обратной связи.. . , . Кроме того, управляемый источник магнитного поля дифференциального. электромагнитного демпфера выпо;1нен jB виде последо вательно соединенных обмотки и дифференциального усилителя входы которого подключены параллельно к соответствуедим обмоткам обратной связи. На . t, 2: и 3 представлены варианты выполнения двухсторонней Mai- нитной опоры; на фиг. k - односторон няя опора. Магнитная опора содержит подвешиваемое тело t, силовые электромагниты 2 и 3, расположенные на оси подвеса с обоих сторон подвешиваемого тела 1, резонансные электрические цепи и 5 обмотки 6 .и 7 обратной свя зи , источник .8 переменного тока и диф ференциальный электромагнитный демпфер 9. Резонансные электрические цепи и 5 выполнены в виде конденсаторов 10 и И, к которым при работе дифференциального электромагнитного демпфера на постоянном токе, последо вательно подключены мостовые выпрями тели 12 и 13. Дифференциальный электромагнитный демпфер 9 содержит сосуд 1, заполненный вязкой магнитной жидкостью, в средней части которого расположена обмотка 15 управляемого источника 16 магнитного поля, содержащего дифференциальный усилитель 17 (фиг. 1), либо источник 18 тока и потенциометр 19 (фиг. .). Обмотки 6 и 7 раз мещаются на торцовых частях сосуда 1 С целью демпфирования вынужденных ко лебаний сосуд Н выполнен цилиндриче КИМ (фиг. 3), и в средней его части помещен подпружиненный постоянный магнит 20. . Устройство работает следующим образом. При перемещении подвешиваемого те ла 1 в сторону силового электромагни та 3 зазор между силовым электромагнитом 2 и телом 1 увеличивается. .Пер менный ток в силовом электромагните возрастает за счет резонансных свойс liC-контура, образованного обмоткой электромагнита 2 и резонансной элект рической цепью k. Соответственно воз растает сила тяги электромагнита 2. В это же время зазор между телом 1 и силовым электромагнитом 3 уменьшается, соответственно уменьшается ток и сила тяги электромагнита 3. Таким 1 образом, создается статически устой чивый подвес. Одновременно выпрямленный MOCTOI вым выпрямителем 12 ток силового ч электромагнита 2 в обмотке 6 также увеличивается (фиг.(Т, 3 и k), а ток силового электромагнита 3 в обмотке 7 уменьшается (фиг. 1 и 3). Аналогично происходит изменение переменного тока в обмотках 6 и 7 (фиг. 2). Это приводит к соответствующему изменению сил притяжения, действующих на магнитную жидкость в сосуде k (фиг. 1, 2 и k) или на постоянный магнит 20 .(фиг. 3). При перетекании магнитной, жидкости или перемещении .постоянного магнита 20 в сосуде 1Ь,с диэлектрической жидкостью имeet место диссинация энергии и демпфирование колебаний подвешиваемого тела 1. Эффект демпфирования усиливается наличием управляемого источника 16 магнитного поля, позволяющего изменять вручную, с помощью потенциометра 19 (фиг. 2) , или автоматически (фиг, 1). ток в обмотке 15, что приводит к изменению вязкости магнитной жидкости в средней части сосуда k. Так, например, если тело 1 занимает центральное положение относительно силовых электромагнитов 2 и 3 то токи через эти электромагниты одинаковы. Следовательно, одинаковые падения напряжений на обмотках 6 и 7 (фиг. 1) . Так как последние подключены к входам дифференциального усилителя 17 в противофазе, то на его выходе сигнал отсутствует.-При переме- щении тела 1 из центрального положения ток через один силовой электромагнит (2 или 3) уменьшается, через второй (3 или 2) - увеличивается. Соответственно изменяются падения напряжений, на обмотках 6 и 7 и на входах дифференциального усилителя 17, на выходе которого появляется разностное напряжение, вызывающее ток в обмотке 15 управляемого источни-) ка 1б магнитного поля, что приводит .к увеличению степени демпфирования пропорционально отклонению подвешиваемого тела 1 от центрального положения. При воздействии инерционных возмущений на платформу, на которой установлен магнитный подвес, магнит 20 и подвешенное тело 1 испытывают поступательное перемещение (фиг. 3).

Рели жидкость упругого закрепления постоянного магнита 20равнз механической жесткости магнитного подвеса, то перемещение магнита 20 и подвешенного тела 1 синфазны. При перемещении магнита 20 относительно обмоток 6 и 7, в последних в соответствии с законом электромагнитной индукции наводится ЭДС, величина которой пропорциональна скорости движения магнита 20, а, следовательно, и подвешиваемого тела 1, ЭДС в обмотках 6 и 7 равны и.противоположны по знаку. При соответстбующем подключении.обмоток 6 и 7 к мостовым выпрямителям 12 и 13 переменный ток а одном из них возрастает, а в другом - уменьшается, что вызывает соответствующее изменение сил п1ритяжвнйя между силовыми электромагнитами 2 и 3 и подвешиваемым телом 1.

образом, предлагаемое устройство обеспечивает эффективное демпфирование колебаний подвешиваемого тела, обладает малым активным сопротивлением резонансного электрического контура, которое в предлагаемом устройстве / в 2,6-2,8 раза меньше, чемв известном.

Это обеспечивает увеличение жесткости магнитной опоры ао столько же раз, а, следовательно, и увеличение устойчивости опоры, поскольку жесткость магнитного подвеса прямо пропорциональна добротности резонансного электрического. Предлагаемое устройство отличается высокой надежностью, поскольку не требует использования сложных активных корректирующих цепей. Все это позволяет повысить точность и надежность приборов с бесконтактным подвесом подвижной .части.

11

20 фиг.З