Устройство для динамической балансировки роторов Советский патент 1982 года по МПК G01M1/30 

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть исполь зовано для балансировки ферромагнитHfcjx роторов в процессе вращения.

Известно устройство для динамической бсшансировки роторов, содержащее размещаемый на роторе магнитопровод, трехфазная электромагнитная система которого питается от синхронного генератора тока через однополупериодные вьтрямители, установленные в цепи каждого измагнитив магнитрпровода 1.

Недостаток устройства - невысокая точность уравновешивания из-за нестабильности вектора уравновешивающей силы, которая вызвана несинусоидальностью токов, питающих электромагниты., вызванная однополупериод- ным выпрямлением токов питания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для динамичесйсой балансировки роторов, содеЕшащее разиещенный на роторе магнитопровод с Трехфазной обмоткой и кинематически связываемый с ротором синхронный генератор тока {2Jt.

Магнитная система магнитопровода содержит устанавливаемые на роторе

фигурные кольца, создающие неравномерный зазор между балансируемым ро-, тором и.сердечниками магнитопровода. Наличие таких колец, которые обеспечивают возникновение неравномерного магнитного потока, снижает точность балансировки.

Цель изобретения - повышение точности балансировки.

10

Поставленная цель достигается тем, что индуктор генератора выполнен с одноименными полюсами, количество которых соответствует передаточному отношению кинематической цепи, а об15мотки якоря генератора и магнитопровода выполнены трехзонными с шагом, равным половине ширины полюса индуктора.

На фиг. 1 изображено устройство 20 для динамической балансировки роторов, общий вид на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.. 1.

Устройство содержит магнитопровод 1с трехфазной обмоткой 2, poTcip 3,

25 размещаемый на опорах 4 с индикатором 5 дисбаланса. Устройство содержит также синхронный генератор 6 тока, обмотка 7 якоря 8 которого подключ на к обмотке 2 магнитопровода L

30 Индуктор 9 генератора 6 выполнен с

одноименными полюсами 10, а обмотка 7 якоря 8 генератора б и обмотка 2 магнитопровода 1 выполнены трехэонными с шагом, равным половине ширины лолюса 10 индуктора 9. Выполнение обмотки 7 трехзонной означает, что каждая фаза ее занимает третью часть пространства в каркасе (не показан) отведенного для укладки обмотки. Генератор 6 кинематически связывается с ротором 3, например, посредством редуктора, передаточное отношение которого соответствует числу равномерно расположенных полюсов 10 индуктора 9.

Устройство работает следующим образом.

При вращении якоря 8 генератора 6 в его обмотке 7 наводится трехфазный электрический ток. Форма этого тока в каждой фазе представляет собой периодическую кривую, которая в каждом из полупериодов имеет вид полусинусоиды. Полусинусоиды смежных полупериодов имеют разные знаки и различаются по амплитуде. Разность амплитуд полусинусоид обусловлена тем, что на индукторе 9 генератора б имеется только один полюс 10, который уравновешен противоположным, в результате чего создаваемое индуктором 9 электромагнитное поле несимметрично относительно оси якоря 8. При подсоединении обмотки 2 магнитопровода 1 к обмотке 7 генератора б и возбуждении в воздушном зазоре генератора 6 вращающегося магнитного поля с определенной формой закона распределения индукции под действием наведенных в фазах генератора б электродвижуи1их сил по обмоткам 2 и 7 потекут токи, под действием которых в зазоре магнитопровода 1 воз|буждается магнитное поле, форма закона распределения индукции которого определяется формой .закона распределения индукции в зазоре генератора 6, при этом наведенные в фазах обмотки 7 генератора б электродвижущие силы уравновешиваются электродвижущими силами, наведенными в фазах обмотки 2 магнитопровода 1 ее магнитным полем.

Поскольку обмотка 7 генератора 6 и магнитопровода 1 идентичны, то ЭДС генератора б и магнитопровода 1 устанавливаются лишь в том случае, если поле магнитопровода 1 будет идентичным полю генератора 6. При отклонении формы поля от указанной в соответствии с законом электромагнитной индукции возникнут токи, которые приведут форму закона распределения магнитной индукции в воздушном зазоре магнитопровода 1 в соответствие с формой закона распределения магнитной индукции в воздушном зазоре генератора 6.

Таким образом, для создания в магнитопроводе 1 вращающегося синхронно с балансируемым ротором 3 неизменного, управляемого по величине магнитного поля, создающего силу одностороннего магнитного притяжения, необходимо возбудить с помощью индуктора 9 во вращающемся синхронно с балансируемым ротором 3 генераторе б магнитное поле соответствуницей формы Необходимо отметить, что возможен вариант выполнения генератора б как с вращающимся индуктором 9, так и с вращающимся якорем 8.

Трехфазная система, образованная токами описанного вида, вращается синхронно с ротором 3 и имеет постоянный, неравный нулю, результирующий вектор тока. Питаемый таким током магнитопровод 1 нагружает балансируемый ротор 3 радиально направленной электромагнитной силой, вектор которой вращается синхронно с ротором 3 и постоянен по модулю. Изменяя ток в обмотках 2 магнитопровода 1, например, изменением тока возбуждения генератора б, регулируют нагружающую силу по величине, а изменяя фазу питающих токов - регулируют эту силу по направлению. Путем подбора направления и величины нагружающей силы доЬиваются минимума вибраций ротора 3, т.е. осуществляют его балансировку .

Для создания в воздушном зазоре генератора б магнитного поля с формой закона распределения магнитной индукции, обеспечивающей создание силы одностороннего притяжения, индуктор генератора 6 выполняется конструктивно лишь с одноименными полюсами 10. При этом магнитное поле концентрируется под этими полюсами 10, создавая повышенное значение индукции под ними. В случае наличия на индукторе 9 двух равномерно разнесенных одноименньис полюсов 10 частота изменения направления тока в обмотке 7 удваивается и поэтому для синхронизации вращения системы токов с вращением балансируемого ротора 3 якорь 8 генератора б приводят во вращение при помощи кинетической цепи с передаточным отношением, равным двум.

Выполнение обмоток якоря синхронного генератора тока и магнитопровода одинаковыми с определенной ее укладкой в каркасе, обеспечивающей стабильность параметров вектора нагружающей силы, и выполнение индуктора .с одноименными полюсами, количество которых соответствует передаточному отношению кинетической цепи между балансируемьа ротором и генератором, позволяет добиться высокой точности балансировки.

Формула изобретения

Устройство для динамической балансировки роторов, содержащее размещаемый на роторе магнитопровод с трехфазной обмоткой и кинематически связьшаемый с ротором синхронный генератор тока, обмотки которого подключены к обмоткам магнитопровода, отличающееся тем, что, с целью побышения точности, индуктор генератора выполнен с одноименными полюсами, количество которых соответ5А

ствуёт передаточному отношению ки.нематической .цепи, а обмотки якоря генератора и магнитопровода выполнены, трехзонными с шагом, равным половине ширины полюса индуктора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.патент ФРГ 1241644, кл. 42 к 33, 1963.

2.Авторское свидетельство СССР № 306376, кл. G 01 М 1/30, 1968 (прототип).

А-А (Pui.f 3 8