Инерционный демпфер Советский патент 1992 года по МПК H02K49/00 

Изобретение относится к исполнительным элементам авиационной приборной автоматики, имеющим инерционные демпферы, а также может быть использовано в системах демпфирования инерционных колебаний космических летательных аппаратов и в гироскопических устройствах.

Целью изобретения является повышение эффективности демпфирования в широком диапазоне изменения частоты вращения.

На фиг,1 представлена конструкция инерционного демпфера; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3-5 схематично показаны разные положения двух соседних дисков.

Демпфер содержит вал 1, на котором закреплено п (в данном случае ) немагнитных электропроводящих дисков 2. Диски ротора установлены соосно поочередно с п+1 (в данном случае ) немагнитными дисками статора 3. Диски статора снабжены

аксиально ориентированными постоянными магнитами 4, образующими многополюсную магнитную систему. Магнитные полюса постоянных магнитов крайних дисков статора соединены кольцевыми ферромагнитными сердечниками 5. Ферромагнитные сердечники 5 и диски статора 3 размещены в немагнитном корпусе 6. Для изменения степени демпфирования четные или нечетные диски статора (в данном случае второй) выполнены подвижными. Для этого он размещен в подшипнике 7, что позволяет изменять осевое положение данного диска. Противодействующие пружины 8 позволяют изменять зависимость коэффициента демпфирования от частоты вращения ротора.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии вал 1 инерционного демпфера жестко связан с валом устройства, колебания которого необходимо

л Х|

демпфировать, либо создавать на его валу подтормаживающий момент. Постоянные магниты 4 установленных поочередно ста- торных дисков 3 образуют последовательную магнитную цепь, магнитный поток которой пересекает немагнитные электропроводящие диски ротора 2 и замыкается через кольцевые ферромагнитные сердечники 5. При возникновении колебаний вала

1или его вращении диски ротора 2 начинают перемещаться относительно полюсов постоянных магнитов 4, установленных на дисках статора 3. При перемещении дисков

2ротора относительно магнитного поля постоянных магнитов 4 в массиве дисков ин- дукцируются ЭДС и возникают токи. Токи дисков ротора создают магнитный поток реакции якоря, который в сумме с потоками постоянных магнитов образует результирующий магнитный поток, Взаимодействие токов диска с результирующим магнитным потоком вызывает возникновение тормозного или демпферного момента, стремящегося уменьшить скорость относительного перемещения дисков ротора и статора. Момент демпфирования колебаний и пропорциональный ему коэффициент или степень демпфирования колебаний

j-y,(1)

где Мд - момент демпфирования;

Кд - коэффициент демпфирования;

v - угловая скорость относительного перемещения дисков ротора и статора.

Для плавного регулирования степени демпфирования предлагается выполнять часть дисков статора подвижными. На фиг. 2 показана схематично часть инерционного диска. На фиг. 3 показано такое положение подвижного диска статора, когда в воздушном зазоре разноименные полюса двух соседних дисков расположены строго друг против друга. 8 этом случае проводимость потоку в воздушном зазоре S d

где S - площадь взаимного перекрытия двух разноименных магнитов соседних дисков статора, максимальна, так как максимальна площадь взаимного перекрытия разноименных магнитов. В этом случае по магнитной цепи протекает максимальный поток, обеспечивая максимальный коэффициент демпфирования Кд. На фиг. 4 показано смещение подвижного диска статора относительно неподвижных. В этом случае коэффициент демпфирования Кд уменьшается в силу уменьшения проводимости воз- душного зазора и, следовательно, магнитного потока в магнитопроводе. На

GМ0,

(2)

фиг.5 представлено крайнее расположение дисков статора, когда коэффициент демпфирования Кд равен нулю.

При отклонении осей разноименных

магнитов подвижных и неподвижных дисков статора на подвижные диски статора действует синхронный момент М, который стремится расположить диски таким образом, чтобы оси разноименных постоянных

магнитов, расположенных на подвижных и неподвижных статорных дисках, совпадали, а синхронный момент Ма стремится максимально отклонить оси разноименных магнитов. Таким образом, в установившемся

режиме

.(3)

Для изменения зависимости коэффициента демпфирования от частоты вращения ротора подвижные диски статора снабжаются противодействующими пружинами 8. В этом случае на подвижные диски статора кроме синхронного Мс и асинхронного Ма моментов действует момент, создаваемый противодействующей пружиной - МПр. В установившемся режиме уравнение моментов, действующих на подвижные диски статора, записывается следующим образом:

Мс+Мпр Ма.(4)

Изменяя жесткость противодействующей пружины, можно изменять асинхронный момент, а значит, коэффициент демпфирования.

Таким образом, повышение зффектив- ности демпфирования в широком диапазоне изменения частоты вращения достигается тем, что инерционный демпфер снабжен противодействующими пружинами, а статорные диски с постоянными маг- нитами через один установлены с возможностью разворота в пределах полюсного деления и соединены с противодействующими пружинами.

Формула изобретения

Инерционный демпфер, содержащий немагнитный электропроводящий дисковый ротор и расположенный на статоре индуктор, выполненный в виде системы

аксиально ориентированных постоянных магнитов, которые с одной стороны соединены ферромагнитным сердечником, а другой стороной обращены к торцовой поверхности дискового ротора, ротор снабжен дополнительными немагнитными электропроводными дисками, закрепленными на одном валу с основным, статор-снабжен п+2 немагнитными дисками, на которых размещены постоянные магниты, и дополнительным ферромагнитным кольцевым

сердечником, при этом основной и дополнительный ферромагнитные сердечники расположены на внешней торцевой поверхности крайних немагнитных дисков статора, электропроводящие диски ротора размещены между соосно с ними установленными немагнитными дисками статора, а расположенные напротив друг друга полюса постоянных магнитов разных немагнитных дисков статора ориентированы в одном

0

направлении, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности демпфирования в широком диапазоне изменения частоты вращения, снабжен противодействующими пружинами, а ста- торные обмотки с постоянными магнитами через один установлены с возможностью разворота в пределах полюсного деления и соединены с противодействующими пружинами.

Использование: в системах демпфирования инерционных колебаний космических летательных аппаратов и в гироскопических устройствах. Сущность: инерционный демпфер содержит вал, на котором закреплены немагнитные электропроводящие диски. Диски ротора установлены соосно поочередно с немагнитными дисками статора, которыеснабженыаксиально ориентированными постоянными магнитами. Магнитные полюса постоянных магнитов крайних дисков статора соединены кольцевыми ферромагнитными сердечниками, которые размещены е немагнитном кор пусе. Для изменения степени демпфирования четные или нечетные диски статора выполнены подвижными. Для этого он размещен в подшипнике. 5 ил.

Хд фиг.З

А-А

Фиг.1

Ъ (

ие