Электромагнитный подвес Советский патент 1980 года по МПК G01C19/24 

.1

Изобретение относится к области Приборостроения, в частности, может быть использовано в качестве маломоментных опор.

Электромагнитный подвес, содержащий ротор, статор с обмотками, датчик перемещений и усилители 1.

Недостатком этого подвеса является сложность конструкции, вызванная наличием датчика перемещений ротора в виде отдельного элемента конструкции.

.Известен электромагнитный подsec, содержащий магнитомягкий ротор и статор, выполненный из нескольких пар идентичных электропроводных изолированных друг от друга магнитопроводов с обмотками, источник переменного тока с трансформатором, усилители-преобразователи, входы которых связаны через катушки индуктивности с магнитопроводам и сопротивлениями, а выходы - с обмотками, расположенными на этих магнитопроводах, и демпфирующие контуры в цепи каждой обмотки 2 ,

Недостатком этого электромагнитного подвеса является значительный уровень возмущающих моментов, вызванный взаимодействием магнитного

пог.я статора с ротором, материал которого обладает магнитным гистерезисом,

Целью изобрете1 ия является уменьшенпр BO3N5yt.4are;m;,4 моментов подвеса при воздеПствн;( малых перегрузок.

Указанная цель достигается тем, что в ИЗБ2СТНОМ электромагнятном подвесе, содержащем магнитомягкий

0 ротор, статор- вь;псогкенный из нескольких пар идентичных электропроводных, изолированных друг от друга магнитопроБОдов с обмотками, источник переменного тока с трансформато5ром, усилители-преобразователи, вхоj5a которых связаны через катушки индуктивности с магнитопроводами и сопротивлениями, а выходы - с обмотками, расположенными на этих магни0 топроводах, к демпфирующие контуры в цепи каждой обмотки, дополнительно введены пороговые устройства с двумя входами н выходами, входы каждого из которых электрически связа5ны с одной из пар диаметрально противоположных магкитопроводов, соединенных через демпфирующие контуры и катушки индуктивности с согласно включенными обмотками трансформато0ра, а выходы - ко входам соответствующего усилителя-преобразователя, причем соседние пары диаметрально противоположных магнитопрозодов электрически связаны -со встречно включенными обмотками трансформатора, На чертеже изображен электромагнитный подвес. Электромагнитный подвес содержит магнитомягкий ротор 1 и статор 2, выполненный из нескольких пар идеитичных электропроводных, изолированных друг от друга магнитопрОЕОДов 3 с обмотками 4, источник переменного тока 5 с трансформатором б усилители-преобразователи 7, входы которых связаны через катушки индуктивности 8 с магнитопроводами и сопротивлениями 9,демпфирующие конту ры 10 и пороговые устройства 11.с двумя входами и выходами, входы каж дого из которых электрически связаны с одной из пар диаметрально противоположных магнитопроводов, соединенных через демпфирующие контуры и катушки индуктивности с согласно включенными обмотками трансформатора, а выходы - ко входам соответствующего усилителя-преобразователя, причем соседние пары диаметрально противоположных магнитопроводов электрически связаны со встречно включенными обмотками трансформатора. Электромагнитный подвес работает следующим образом. При воздействии малых перегрузок ротор 1 подвеса перемещается, вызывая изменение емкостей; образованны рабочими поверхностями магнитопрово дов 3 и ротора 1,, включенных в резо нансную схему последовательно с демпфирующими контурами 10, катушка ми индуктивности 8 и сопротивлениями 9 к источнику переменного тока 5. При этом происходит перераспреде ление электрических потенциалов маг топроводов 3,являющихся одновременн электродами, создаюгаими электростати кие силы воздействующие на ротор Эл ростатические силы притяжения элект дов центрируют ротор,увеличиваясь с стороны электродов с большим зазоро и уменьшаясь с противоположной стороны за счет настройки рабочей точки подвеса на соответствующем склоне резонансной характеристики, Центрирование ротора только электростатическими силами происходит до значения нагрузки на подвес, вызывающий сигнал на входе каждого порогового устройства 11 меньше величины его срабатывания. Величина срабатывания порогового устройства выбирается в зависимости от значения максимальной электростатической силы, развиваемой электростатическим полем каждой конкретной констру ции подвеса. При воздействии больших перегрузок сигнал, пропорциональный смещению ротора, снимаемый с резонансных цепей магнитопроводов с большим зазором, превышает величину срабатывания порогового устройства и поступает на входы усилителейпреобразователей 7, что приводит к возникновению токов в обмотках магнитопроводов с йолынлг л зазорами и увеличению центрируюгцих сил, действующих на ротор,. Демпфирозйние ротора осуществляется с помоьыо жидкости или с помощью демпфирующих контуров 10, а при увеличении нагрузки и включении каналов регулирования токов в обмотках - с помощью корректирующих звеньев в этих цепях, После уменьшения нагрузки до величины срабатывания порогового устройства центрирование ротора осуществляется только электростатическими силами, Электростатический подвес может работать в .условиях вакуума или в среде демпфирующих жидкостей, в которых значение пробивной электрической напряженности, как правило, в несколько раз больше, чем на воздухе, При выполнении рабочих поверхностей магнитопроводов коническими или сферическими электромагнитный подвес может быть построен с дополнительной .обмоткой осевого канала на полюсах статора или с использованием тех же обмоток г.рн подведении тока через сумматоры осевого и радисшьных каналов регулирования. При этом сигнал,, пропорциональный осевому смещению, снимается с выхода дополнительного сумматора, входы которого подключены к входам порогового устройства. Подвес также .является трехосным и без введения сумматоров и осевого канала при изолированной работе каждого.канала регулирования тока в обмотке каждого полюса. Изобретение позволяет уменьшить при малых нагрузках возмущающие моменты электромагнитной опоры, вызванное взаимодействием магнитного поля статора с ротором, материал которого обладает магнитным гистерезисом за счет отсутствия при этом магнитного поля статора. Уменьшение возмущающих моментов электромагнитного подвеса повышает точность прибора и уменьшает время центрирования. Кроме того, сочетание двух типов подвесов в одной конструктивной форме повышает подъемную силу , жесткость и надежность электромагнитного, подвеса, Формула изобретения Электромагнитный подвес, содержа щий магнитомягкий ротор и статор.

выполненный из нескольких пар идентичных электропроводных, изолированных друг от друга магнитопроводов с обмотками, источник переменного тока с трансформатором, усилители-преобразователи, входы которых связаны через катушки индуктивности с магнитопроводами и сопротивлениями, а выходы - с обмотками, расположенными на этих магнитопроводах, и демпфирующие контуры в цепи каждой обмотки, отличающийся тем что, с целью уменьшения возмущающих моментов, в него дополнительно введены пороговые устройства с двумя входами и выходами, входы каждого из которых электрически связаны с одной из пар диаметрально противоположных магнитопроводов, соединен ных через демпфирующие контуры и катушки индуктивности с согласно включенными обмотками трансформатора, а выходы - ко входам соответствующего усилителя-преобразователя, причем соседние пары диаметрально противоположных магнитопроводов электрически связаны со встречно включенными обмотками трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Кандельсон О.Г.Эдельштейн А.С. Магнитная подвеска в приборостроении, Энергия, 1966, с. 48,

2.Авторское свидетельство СССР № 614325, кл, G01 С 19/24, 1974.