Магнитоэлектрическая опора Советский патент 1983 года по МПК F16C39/06 

2. Опора по П.1, о т-л и ч а ющ а я с я тем, что магниты выполнены с радиальной намагниченностью, направление которой в обращенных друг к другу магнитах противоположное.

3. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что магниты выполнены с аксиальной намагниченностью и обращены друг к другу разноименными полюсами,

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

Изобретение относится к приборостроению и касается конструкций прецизионных бесконтакт1а)1Х опор.

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

Недостатком известной системы является значительная потребляемая мощность, необходимая для создания электромагнита вс сил, компенсирующих вес подвижного элемента и внешние водействия, а также наличие ми гимум трех датчиков положения подвижного элемента, что усложняет систему.

Наиболее близка к предлагаемой магнитоэлектрическая опора, содержащая подвижный и неподвижный элементы, установленные на них соосно с ак сиальным зазором постоянные кольцевые магниты, а также смонтированные на неподвижном элементе кольцевые обмотки управлемня аксиальным положением подвижного элемента 2.

Недостатком такой конструкции является ее значительные аксиальные размеры, сложность, так как для обеспечения аксиальной устойчивости подвижного элемента требуется дополнительная мапштная система, поток возбужде1шя в которой обеспечивается обмоткой, на что расходуется дополнительная мощйость.

Цель изобрете ШЯ - уменьшение акскальных размеров, упрощение конструкции, повышение КПД магнитоэлектрической опоры.

Поставленная цель достигается тем, что магнитоэлектрическая опора, содержащая подвижный и неподвижный элементы, установленные на них соосно с аксиальным зазором постоянные кольцевые магниты, а таклсе смонтированные на неподвижном элементе кольцевые обмотки управления аксиальным положением подвижного элемента, снабжена по меньшей мере одним мапштопроводом, расположенным на подвижной элементе и охватывающим разноименные полюса магнитов этого элемента со сквозными пазами на наружных торцовых поверхностях, в указанных пазах размещеяы кольцевые обмотки управления аксиальным положением подвижного элемента.

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

На фиг.1 представлена магнитоэлектрическая опора с радиально намагниченными магнитами, продольный разрез} на фиг. 2 и 3 - два варианта маг1штной опоры с аксиально намагниченными магнитами, продолызый разрез; на фиг.4 - электрическая блок-схема системы магнитоэлектрической опоры.

Мапштоэлектрическая опора содержит кольцевые постоянные Магинты 1 и 2, установленные на подвияшом элементе (роторе) 3 кольцевой постояншлй магнит 4, установленный на неподвижном элементе. Магниты 1,2 и 4 намагничены в радиальном направлении, причем магниты 1 и 2 обращены к магниту 4 разноименными по отношению к магниту 4 полюсами 5 (N) и 6 (5). На разноименных полюсах 5 и 6 магнитов I и 2 установлены магнитопроводы 7 и 8, соединяющие эти полюса 5 и 6. В магнитопроводах ,7 и 8 выполнены кольцевые сквоз-. ные пазы 9 и 10, в которых размещены укрепленные на неподвижном элементе кольцевые обмотки 11 и 12. Последние подключены к источнику 1 питания через блок 14 управления-, подключенному к датчику 15 аксиального положения посредством дифференцирующего блока 16 и усилителей 18. Обмотки Пи 12 могут быть включень как параллельно, так и последовательно. Магнитоэлектрическая опора работа ет следующим образом. Постоянные магниты 1,2 и 4 создают центрирующие радиальные силы при радиальном смещении их друг относительно друга, компенсируннцие вес под вижного элемента 3. При прохождении тока по обмоткш-1 11 и 12, находящимся в поле постоянных магнитов 1 и 2 в пазах 9 и IО магнитопроводов 7 и. 8, создаются аксиальные электромагraiTHbie силы (согласно правилу левой руки) в соответствии с направле нием мапштного поля постоянных магнитов 1 и 2 и тока в обмотках Ни 12, В зависимости от направления аксиального смещения магнитов 1 и 2 под действием неуравновешенных сил взаимодействиямагнитов 1,2 и 4 датчик 15 положения создает соответствующий сигнал и блок 14 управления подключает обмотки П и 12 к источнику 13 питания,пропуская чер них ток в том или ином направле ши в соответствии с направлением возмущающей силы. В случае аксиальной намагниченности магнитов 1,2,4 для создания силы одного направле1шя то ки в обмотках П и 12 должны быть направлены противоположно, так как направление магнитных потоков в зон размещения обмоток II и 12 противоп ложно . При радиальной намагниченнос ти магнитов 1,2 и 4 для создания о нонаправленной силы токи в обмотках П и 12 должны быть направлеш в одну сторону. По сравнению с нзвестньши коиструк цнями предлагаемая магнитоэлектрическая опора обладает простотой вследствие объединения радиального магнитного подшипника и аксиального магнитного..пода( в одном узле. При этом уменьшаются также аксиальные размеры всей магнитоэлектрической опоры. Кроме того, использование магнитов улучшено, так как ранее не использовавшийся полезно магнитный поток рассеяния теперь испольэуется длясоздания силы стабилизации аксиального положения подвижного элемента. Поскольку магнитный поток в предлагаемой конструкции создает ся постоянными магнитами 1 и 2, то по сравнению с известными,например с прототипом, требуется меньшая мощность от источника 13 питания. В известной конструкции магнитный потокJ т.е. магнитное возбуждение системы обеспечивалось за счет протекаемого по обмоткам 11 и 12 тока. Намагничивающая составляющая тока создавала дополнительные потери мощности в обмотках И и 12, увеличивала общее потребление мощности, требовала дополнительного объема для размещения обмотки. Таким образом, применение изобретения обеспечивает упрощение конструкции, уменьшение аксиальных размеров, снижение потребляемой иа управление мощности. В предлагаемой магнитоэлектрической опоре величина развиваемой силы ограничена только величиной тока в обмотке по условию допустимого нагрева, в то время как в известной опоре величина силы ограничена условиями насьвцения магнитопровода.

fO

12 sSSSSSSNS S

I

У 7 / //////(/

w $

n

/

s s c5/5/ qPt/eJ

г 3

Cpu3.Z

1 ff г

A//

-9

-//

Ш ш;

ч

w/.

A/ $

H $

i

1

12

т

е