Магнитный кондукционный подвес ротора

Магнитный кондукционный подвес ротора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах записи информации, микротурбодетандерах и пр. Цель изобретения - повышение КПД и надежности подвеса ротора, обеспечение его стабилизации и пуска при любых начальных положениях ротора, повышение равномерности вращения ротора. На поверхности ротора, обращенной к статору , расположены радиапьно намагниченные магниты. Магниты одной полярности сдвинуты относительно магнитов другой полярности по крайней мере на длину магнита. Одна из обмоток статора состоит из двух кольцевых контуров. Две обмотки статора сдвинуты на четверть окружности и состоят из пар диаметрально противоположных контуров. Две других обмотки статора выполнены многополюсными по числу магнитов ротора и расположены симметрично оси подвеса со сдвигом на половину полосного деления. Такое соединение оСмотки позволяет создать момент, вращающий ротор равномерно , стабилизировать подвес по вертикальной оси и создать тангенциальную силу для пуска ротора в любых начальных положениях. 5 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 43 А1 (51)5 Н 02 К 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4659291/27 (22) 06.03.89 (46) 07.03.91. Бюл. К - 9 (71) Институт электродинамики

AH УССР (72) В.А.Барабанов и А.M.Ãîðáàíü (53) 621.662 (088.8) (56) Патент США )1 3845995, кл. 308-)0, )979. (54) МАГИИТНЫЙ КОНДУКЦИО)11)ЫЙ ПОДВгС

РОТОРА (57) Изобре гение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах записи информации, микротурбодетандерах и пр. Цель изобретения — повышение КПД и надежности подвеса ротора, обеспечение его стабилизации и пуска ири любых начальных положениях ротора, повышение равномерности вращения ротора. На иоИзобретение относится к электротехнике, в частности к магнитным подвесам вращающихся роторов, и может быть использовано в устройствах записи информации, микротурбодетандерах и пр, Цель изобретения — повышение КПД и надежности подвеса, обеспечение его стабилизации и пуска при любых начальных положениях ротора и повышение равномерности его вращения, На фиг.! и 2 приведено предлагаемое устройство, вид спереди и свер2 верхности ротора, обращенной к статору, расположены радиально намагниченные магниты. Магниты одной полярности сдвинуты относительно магнитов другой полярности по крайней мере на длину магнита, Одна из обмоток статора состоит из двух кольцевых контуров ° Две обмотки статсра сдвинуты на четверть окружности и состоят из пар диаметрально противоположных контуров. Две других обмотки статора выполнены многополюсными по числу магнитов ротора и расположены симметрично оси подвеса со сдвигом на половину полосного деления. Такое соединение обмотки позволяет созЮ дать момент, вращающий ротор равномерно, стабилизировать подвес по вертикальной оси и создать тангенциальную силу для пуска ротора в любых начальных положениях. 5 ил. ху; на фиг.3 и 4 — ра.:вернутая электромагнитная схема обмоток устройства; на фиг,5 — функциональная схема устройства.

Устройство содержит ротор 1, статор 2, постоянные магниты 3 и 4, обмотки 5-9, датчики 10 положения ротора, усилитель 11, реверсирующие устройства 12. На поверхности ротора, обращенной к статору, размещены радиально намагниченные постоянные магниты 3 и 4 с чередующейся вдоль окружности полярностью, обозначенной

1633473

20

30

Изобретение обеспечивает стабилизацию подвеса и пуск poтора во вращение ири его любых начальных поло>кеннях> повышение равномерности вращения ротора эа счет нового расиолокения магнитов ротора и применения обм >ток статора нового типа. При этом повышаются коэффициент полезного действия и надежность подвеса через N для северных полюсов магнитов и S для южных полюсов магнитов.

На поверхности статора, обращенной к ротору, расположены обмотки 5-9.

Конфигурация обмоток с обозначением их начал 5-9 и концов 5-9 показана на фиг,2. Для ясности чертежа обмотки

5, 6, 7 и 8, 9 изображены раздельно.

Обмотка 5 выполнена.в виде двух последовательно соединенных кольцевых контуров (фиг.3) так, что один контур проходит. над северными полюсами ротора, а другой контур — над южными, причем направления токов в контурах противоположны, Обмотка 6 и 7 статора 2 имеют одинаковую конфигурацию > но сдвинуты иа 90 по направлению вращения ротора н плоскости YZ, Каждая из этих обмоток состоит иэ пары диаметрально противоположных последовательно соединенных контуров (фиг.1), причем у каждого контура активные части проводников вытянуты на 90 вдоль направления вращения ротора и проходят над магнитами обеих полярностей.

Обмотки 8 и 9 статора 2 выполнены как многоиоЛюсные по числу постоянных магнитов на роторе, которое не имеет принципиального значения. Они имеют одинаковую между собой конфигурацию, расположены симметрично относительно продольной оси подвеса со сдвигом на половину полюсного деления, причем длина активных частей проводников этих обмоток превышает длину магнита на величину сдвига магнитов.

На статоре размещаются датчики

10 положения ротора, которые подключены к входам усилителей 11 (фиг.5), а эти последние соединены с обмотками подвеса, причем с обмотками 5-7 усилители соединены непосредственно, а с бмотками 8 и 9 через ренерсирующие устройства 12, сигнальные входы которых подключены к датчикам

10 положения ротора.

Предлагаемое устройство работает следующи« образом.

При смещении ротора 1 от заданного положения вдоль оси Х сигнал рассогласования, выработанный одним из дагчикон 10 положения ротора, поступает на соответствующий усилитель

11 и затем иа обмотку 5, Эта обмотка при любом угле и>нс>рота рстора вокруг оси Х создает усилие, дейстную5

45 щее на ротор по оси Х и стабилизирующее его положение по координате Х, При угловом отклонении ротора — повороте относительно оси У вЂ” сигнал рассогласования, выработанный соответствующим датчиком 10, положение ротора поступает через усилитель ll на обмотку 6. Эта обмотка при любом угле поворота ротора вокруг оси.Х создает момент, вращающий ротор вокруг оси Y и, таким образом, спабилизирующий угловую координату LY.

Аналогично управление током в обмотке

7 стабилизирует угловую координату ротора LZ (поворот вокруг оси Z) при любом угле поворота ротора вокруг оси Х, При пуске ротора во вращение вокруг оси Х подвеса и поддержании этого вращения соответствующий датчик определяет угол LX поворота ротора вокруг этой оси и в завтси\ мости от LX включаются обмотки 8 и 9 или обе вместе. Так, н положении, показанном на фиг.1, для обеспечения нращения включается обмотка 8. В этом положении обмотка 9 создает радиальные усилия, отталкивающие ротор от статора по всей окружности подвеса.

При возникновении эксцентриситетг ротора, измеряемого датчиком 10 положения ротора, сигнал рассогласования поступает через усилитель 11 и ренерсирующее устройство 12 на обмотку 9. Возбуждаемая сила отталкивания в области меньшего зазора между ротором и статором превышает силу отталкивания с противоположной стороны, и эксцентриситет устраняется, При повороте ротора 1 иэ положения (фиг.!) на половину полюсного деления функ" ции обмоток 8 и 9 взаимно меняются, Наличие двух обмоток 8 и 9 сдвигом на половину полюсного деления позволяет выбором величины и фазы токов н них обеспечить вращающий момент и цеитрируюшие усилия ири любых промежуточных положениях ротора I..

5 163 за счет упрощения е го функциональной схемь1 — в преобразовательном устройстве подвеса исключаются три реверсирующих ус трой с тва (например, три управляемых вентильных моста), Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Иагнит11ый кондукционный подвес ротора, содержащий ротор, статор, на поверхности которого, обращенной к ротору, расположены обмотки и датчики положения ротора, подключенные к преобразовательному устройству, на обращенной к статору поверхности ротора расположены радиально на. магниченные: постоянные магниты, отличающийся тем, что, с целью повы111еш1я 1(ПД и надежности, подвеса, обеспечения его стабилизации и пуска при любых начальных положениях ротора и пов11шения равномерности вращения ротора, постоянные магниты одной полярности сдвинуты

3473 по поверхности ротора в одну сторону вдоль осН подвеса относительно постоянных магнитов другой полярности по крайней мере на длину магнита, одна иэ обмоток статора состоит иэ двух кольцевых контуров, каждый из которых расположен над постоянным магнитом одной полярности, две обмо1ки статора, сдвинутые по направлению вращения ротора на четверть окружности, состоят каждый иэ пары диаметФ рально прот11волежащ1лх KQHTуров и расположены над постоянными магнитами обеих полярностей, две другие обмотки статора, выполненные с количеством полюсов, равным числу постоянных магнитов на роторе, расположены относительно продольной оси подвеса со сдвигом на половину полюсного деления, причем длина активных частей проводников этих обмоток превышает длину магнита на величину сдвига магнитов.

1633473

1633473

Составитель В.Королев

Редактор С,Патрушева Техред Л.Сердюкова Корректор Н. Ревская

Заказ 621 Тираж 338 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101