Электрическая машина Советский патент 1984 года по МПК H02K5/24 

. Изобретение относится к электрическим машинам конкретно к машинам имеющим упругие опоры ротора. Известен электрошпиндель, содерж щий корпус, статор, жесткий ротор и упругие опоры в виде шарикоподшипников, установленных в пружинных металлических кольцах С13. Однако пружинные кольца снижают критическую частоту колебаний, огра ничивающую диапазон рабочих значени оборотов ротора. Вибрации при прибл жении к критической частоте возраст ют в несколько раз. При этом срок службы высокооборотной машины определяется износом подшипников. Наиболее близка к изобретению по технической сущности электрическая машина, содержащая корпус со статором, жесткий ротор и упругую газостатическую опору, образованную наружной поверхностью ротора и втулкой закрепленной в корпусе, в зазор меж ду которыми подается газ через отверстия во втулке L2 , Однако жесткость газостатической опоры невысока, вследствие этого кри тические обороты ротора ниже максимальных оборотов машины и при их прохождении вибрации машины возрастают в десятки раз. Жесткость опоры зависит от температуры и давления газа. Изменение жесткости опоры и уменьшение вибраций в этой машине затруднего. Цель изобретения - снижение вибра ций машины путем регулирования упругости опор. Указанная цель достигается тем, что в электрической машине, содержащей корпус со статором,, жесткий ротор и по меньшей мере одну упругую опору ротора, по крайней мере с одного торца корпуса установлена соос но с ротором дополнительная магнитная система, включающая кольцевую обмотку и охватывающий ее магнитопровод, причем участок ротора, расп ложенный под магнитопроводом, вьтол нен из ферромагнитного материала; На чертеже показана электрическая машина с регулируемой жесткостью опор (подшипников), продольный разрез . Статор с обмотками 1 установлен в немагнитном корпусе 2, а подшипниковые узлы включают подшипниковые щиты 3, выполненные ферромагнитными и являющиеся магнитопроводами, охваты131 . вающими обмотки 4, подшипники. 5, упругие элементы 6. Активная часть ротора 7 крепится на в.алу с ферромагнитными хвостовиками 8. Прилегающие к ротору 7 поверхности магнитодроводов 3 могут быть выполнены в виде уплотняющих элементов. Электрическая машина работает следуняцим образом. В начале разгона ротора 7 катушки 4 отключены, при этом критическая резонансная частота вращения ротора 7tUp определяется, как известно, массой ротора 7, его жесткостью и жесткостью упругих элементов 6 (и/или жесткостью газа при применении газостатических подшипников). При достижении частоты вращения 0,7-0,8tup начинается-рост амплитуды колебаний ротора 7. В этот момент подается питание на обмотки 4, создающие магнитное поле в зазоре между магнитопроводом 3 и поверхностью ротора 7. При отклонении ротора от соосного с магнитопроводом положения возникает сила одностороннего магнитного притяжения ротора, действие которой эквивалентно отрицательной жесткости, . причем жесткость зависит от индукции в зазоре дополнительной магнитной системы - обмоток. Параметры магнитопроводов 3 и обмоток 4 подбираются таким образом, чтобы ток обмотки понижал суммарную жесткость опоры ротора 7 примерно в 2-2,5 раза по сравнению с первоначальной. Соответственно резонансная частота ротора 7 также скачком снижается в 1,4-1,6 раза. Таким образом, ротор 7 скачком , переходит в зарезонансное состояние без обычного увеличения амплитуды колебаний. В дальнейшем разгон ротора 7 будет происходить в области самоцентрирования. При повьш1ении частоты вращения до 1,3 ( от начальной резонансной частоты) питание обмоток 4 может быть отключено. Останов машины осуществляется в обратном порядке. Можно использовать поле обмоток 4 для компенсации нежелательных изменений жесткости смазочного сдоя подшипников скольжения в машинах, работающих, например, при разных температурах или давлениях рабочего те- . ла нпи различных рабочих телах. В этом случае параметры обмотки 4 и магнитопровода 3 подбираются из условия создания отрицательной жесткоети равной разности между максимальной и минимальной возможной жесткостью смазочного слоя. Регулирование тока в обмотках 4 производится так, чтобы при возрастании жесткости смазочного слоя от минимальной по максимальной гок в обмотках 4 также увеличивался от нулевого до максимального значения, обеспечивая повышение отрицательной Составляющей жидкости опоры ротора при сохранении суммарной жесткости опоры в целом. В случае работы-электрической машины при воздействии внешних вибраций

переменной частоты может быть обеспечена частотная отстройка от резонансных колебаний за счет направленного изменения собственных частот колебаний ротора.

Применение в машине двух магнитопроводов дает возможность индивидуально регулировать жесткость каявдой опоры в случае симметричного расположения центра ротора относительно опор.

Таким образом изобретение позволяет снизить вибрации машины.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, со- . держащая корпус со статором, жесткий ротор и по меньшей мере одну упругую опору ротора, отличающаяс я тем, что, с целью снижения вибраций машицы путем регулирования упругости опор, по крайней мере с одного торца корпуса установлена соосно с ротором дополнительная магнитная система, включающая кольцевую обмотку и охватывающий ее магнитопровод, причем участок ротора под магнитопроводом вьшолнен из ферро магнитного материала. СО to О) ot GO