Электрическая машина с магнитным подвесом ротора

Электрическая машина с магнитным подвесом ротора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

gi>3005243 (61) Дополнительное к авт. свод-ву (22) Заявлено 28.03.80(2! ) 2900236/24-07

f$qj+ g 3 с присоединением заявки ¹

Н 02 К 5/00

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытия

{23) Приоритет

Опубликовано 150383. Бюллетень № 10

)$j) УДК 621. 313. 04 (088.8) Дата опубликования описания 150383

Б.В.Харламов, В.EI.Hàðûøêèí и В.И.Галкин

I: б (72) Авторы изобретения

Г

Всесоюзный научно-исследовательский, коЦструкторско-, технологический институт подшинниковой йремышленностй (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С МАГНИТНЫМ ПОДВЕСОМ

РОТОРА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высокоскоростных электрошпинделях, микротурбодетандерах, гидроскопах и т.д.

Известен электродвигатель с магнитным подвесом ротора, в котором радиальная стабилизация ротора осуществляется в поле постоянных магнитов эа счет зубчатого строения активных поверхностей подвеса, а осевая стабилизация — по системе авторегулирования, для чего используются электромагнитная катушка и вихревой датчик осевого перемещения. Датчик осевого перемещения установлен в неподвижном .корпусе против конца вала . ротора. В качестве аварийных опор применены шарикоподшипники (1) .

Недостатком такой конструкции является наличие шарикоподшипниковых опор, существенно усложняющих конструкцию двигателя и ужесточающих требования к технологии его изготовления (посадочные места, заплечники и т.д.) В то же время при такой схеме подвеса аварийные опоры требуются для, фиксации ротора лишь в осевом направлении, так как в радиаль; ном направлении при отключении осевой системы регулирования ротор будет стабилизироваться зубцами в поле постоянных магнитов.

5 Целью изобретения является упрощение конструкции электрической машины .путем использования в качестве аварийной опоры датчика осевого перемещения.

Указанная цель достигается тем что в электрической машине с магнитным подвесом ротора, содержащей укрепленные в корпусе статор и аварийные опоры, установленный на валу ротора, радиальное стабилизирующее устройство в виде укрепленных на залу зубчатых дисков и взаимодейстзующйх с ними постоянных магнитов, укрепленных в корпусе, магнитный демпфер радиальных колебаний и осевое стабилизирующее устройство с установленным на валу датчиком осевого перемещения, на обращенной к валу поверхности датчика осевого перемещения имеется защитный;слой из твердого материала, например сапфира, а обращенная к датчику торцовая поверхность зала выполнена из электропроводиого немагнитного материала, в центре которой подвижно установлен шарик.

1005243

Постоянные магниты выполнены в виде секторов.

На чертеже изображен высокоскоростной электрошпиндель с магнитным под весом ротора.

Электрошпиндель содержит статор 1, пакет 2 ротора, вал 3 ротора и устройство магнитного подвеса ротора.

Радиальное стабилизирующее устройство выполнено в виде дисков 4 - 7 с зубчатой формой активных поверхностей, установленных на валу ротора, и ответных дисков 8 - 13, установленных в неподвижном корпусе 14. В электрошпинделе имеется, например, четыре чисто радиальных стабилизирую- 15 щих устройства, в которых магнитное поле создается постоянными магнитами 15 — 18, состоящими из двух секторов, укрепленных на ответных дисках 8-13 и одно радиальное стаби- 20 лизирующее устройство, совмещенное с.системой осевой стабилизации 19.

В этой системе магнитное поле создается электромагнитными катушками 20 и 21, ток в которых регулируется сле- 25 дящей системой 22 в зависимости от положения ротора в осевом направлении. Для контроля за положением ророта на его валу 3 против конца 23 установлен датчик осевого перемещения 24 вихревого типа. Датчик осевого перемещения 24 одновременно осуществляет функцию и осевой аварийной опоры. Для этого над его активной торцовой поверхностью 25 введен защитный слой 2б в виде покрытия твердым материалом, например сапфироМ (А120 ). Конец 23 вала 3 ротора выполнен в виде немагнитной, но элекиропроводной поверхности с укрепленным подвижно в центре шариком 27. В 4О рабочем режиме ротор шпинделя подвешен в магнитном поле и не касается неподвижных частей. В asарийном режиме при нарушении работы системы осевой стабилизации, например обрыв в 45 цепи катушек 20 и 21,:ротор шпинделя под действием сил одностороннего электромагнитного притяжения в радиальных стабилизирующих устройствах вследствие асимметричного расположе- я) ния ротора в статоре начнет смещаться в осевом направлении и в результате конец 23 вала 3 ротора упрется в торец датчика осевого перемещения

24, Благодаря малому трению.в опоре и действию крутящего момента от накопленной ротором кинетической энергии ротор может вращаться длительное время без-повреждений, На валу 3 ротора размещен демпфер радиальных колебаний, состоящий из укрепленного.. на валу 3 ротора немагнитного,.но электропроводного диска 28, расположенного между двумя кольцами постоянных магнитов 29 и 30, укрепленных в неподвижном корпусе 14.

Применение изобретения позволяет упростить конструкцию электрической машины, ее сборку и изготовление.

Формула изобретения

1. Электрическая машина с магнитным подвесом ротора, содерх<ащая укрепленные в корпусе статор и аварийные опоры, установленный на валу ротор, радиальное стабилизирующее устройство в виде укрепленных на валу зубчатых дисков и взаимодействующих ними постоянных магнитов, укрепленных в корпусе, магнитный демпфер радиальных колебаний и осевое стабилизирующее устройство с установленным иа валу датчиком осевого перемещения, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции путем использования последнего в качестве аварийной опоры, на обращенной к ва « лу поверхности датчика осевого перемещения имеется защитный слой из твердого материала, например сапфира, а обращенная к датчику торцовая по" верхность вала выполнена из электропроводного немагнитного материала, в центре которой подвижно установлен шарик.

2. Электрическая машина по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с s тем, что пос" тоянные магниты выполнены в вице секторов.

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

1. /@aerican Institute of Aегоnautics апй Astronautics paper .

1974, 9 889999, р,l-10.

1005243

Составитель Ф.Подольская

Редактор М.Петрова Техред A.Бабинец Корректор М.Демчик

Заказ 1921/74 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4