Устройство опоры ротатора в устройстве вращения

Устройство опоры ротатора в устройстве вращения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится в общем к устройству опоры ротатора в устройстве вращения, предназначенном для работы в условиях микрогравитации и невесомости, с помощью которого производятся эксперименты в космическом пространстве, и, в частности, к устройству опоры ротатора, которое содержит магнитный подшипник и т.д., используемый в качестве опоры ротатора с тем, чтобы обеспечить активное управление распространением вибрации, возникающей в ротаторе, на окружающую среду.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

На фиг.20 схематично изображен вид сверху устройства вращения согласно известному уровню техники, используемого в настоящее время для выполнения экспериментов в космическом пространстве. Как показано на фиг.20, на узле 60 вращения, таком как двигатель, установлены четыре элемента 61, 62, 63, 64 держателя, закрепленные на нем радиально. На соответствующих концах элементов 61-64 держателя закреплены экспериментальные коробки 70, 71, 72, 73, а экспериментальные объекты, такие как растения, помещены в экспериментальные коробки 70-73. В условиях микрогравитации такое устройство вращения с помощью узла 60 вращения приводится во вращение с небольшой скоростью, приблизительно 1 оборот в секунду, и во время вращения выполняются эксперименты с объектами, помещенными в экспериментальные коробки 70-73.

В указанном устройстве вращения экспериментальные коробки 70-73 закреплены на концах элементов 61-64 держателей так, что их конечные части имеют большие размеры. Кроме того, хотя само устройство вращения выполнено симметричным относительно оси вращения, в экспериментальных коробках 70-73 содержатся экспериментальные объекты различного вида, имеющие различные размеры, что создает несбалансированность веса между экспериментальными объектами, содержащимися в коробках. В связи с этим, при вращении на валу вращения, а также на элементах 61-64 держателей и в экспериментальных коробках 70-73 возникает вибрация, которая приводит к перемещению экспериментальных объектов или оказывает на них отрицательное воздействие.

В устройствах вращения согласно известному уровню техники, используемых в космическом пространстве, как описано выше, во время вращения возникает вибрация, которая передается на плечи элементов держателей и экспериментальные коробки, которые составляют ротатор, и оказывает отрицательное воздействие на экспериментальные объекты.

Кроме того, вибрация распространяется через вал вращения на окружающее пространство и оказывает влияние на оборудование, расположенное в окружающем пространстве, и на космический аппарат в целом, затрудняя управление им. Такая вибрация может быть погашена с помощью структурных средств до такой степени, что ее уровень будет находиться на уровне установившейся вибрации, который может быть известен заранее. Однако, если вибрация изменяется в произвольно возникающем режиме вибрации, контроль над ней также ограничен и трудно предпринять меры противодействия. Таким образом, требуется разработка соответствующих мер противодействия.

Как указано выше, вибрация, возникающая в устройстве в космическом пространстве, должна быть предотвращена на сколько это возможно, и с этой целью в настоящее время проводятся исследования, направленные на использование упругих подшипников, таких как подшипники, содержащие пружину, в качестве подшипников, предназначенных для установки вала вращения, а также для подавления вибрации вала путем управления током возбуждения катушки магнитного подшипника. Однако эффективное средство контроля за вибрацией пока еще не было разработано.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение касается устройства опоры ротатора в устройстве вращения, предназначенном для работы в условиях микрогравитации, в котором магнитная опора используется в качестве опоры вала вращения, для осуществления активного контроля за вибрацией с тем, чтобы произвольная вибрация, возникающая в устройстве вращения в условиях микрогравитации, в том числе в космическом пространстве, не распространялась на окружающую среду через вал вращения, и можно было бы осуществлять за ней активный контроль с обеспечением возможности подавления произвольных режимов вибрации. Кроме того, настоящее изобретение направлено на устройство опоры ротатора устройства вращения для условий микрогравитации, в котором используется магнитная катушка, установленная вокруг вала вращения ротатора или установленная в опоре вала вращения для осуществления активного контроля за вибрацией путем изменения параметров управления в соответствии с изменениями характеристик вибрации или собственной частоты вибрации так, чтобы можно было бы эффективно контролировать распространение в окружающую среду через ротатор произвольной вибрации, возникающей в устройстве вращения в космическом пространстве, и могли бы подавляться произвольные режимы вибрации.

Настоящее изобретение также направлено на устройство опоры ротора в устройстве вращения для условий микрогравитации, в котором магнитная опора устройства вращения для условий микрогравитации имеет улучшенную конструкцию так, что он содержит отдельные магнитную опору активного контроля за вибрацией и магнитную опору контроля смещения для обеспечения с их помощью эффективного контроля даже за вибрациями небольшого уровня с тем, чтобы вибрация не могла распространяться через магнитные опоры на сторону кожуха и не оказывала отрицательное воздействие на оборудование или устройства, расположенные за пределами кожуха.

Настоящее изобретение направлено также на устройство опоры ротатора в устройстве вращения для условий микрогравитации, в котором в опору, выполненную на основе магнитного подшипника, добавлен механизм упругого держателя так, что, даже когда на магнитный подшипник не поступает электрическое питание, вал вращения может удерживаться в центральном положении, и не возникает столкновений или ударов вала вращения даже в момент включения устройства в работу.

Для решения вышеуказанных задач в рамках настоящего изобретения предложено устройство опоры в соответствии с нижеследующим описанием.

Устройство опоры ротатора в устройстве вращения для условий микрогравитации, в котором ротатор содержит вал вращения, установленный в кожухе устройства вращения для условий микрогравитации, так что оба его конца или один из его концов установлены на стороне кожуха с помощью опоры ротатора так, чтобы обеспечивалась возможность привода во вращение с помощью двигателя, множество плечей, установленных радиально и закрепленных одними из концов на внешней поверхности вала вращения, и множество коробок, установленных на других концах множества плечей, в которых могут быть размещены гравитационные или добавляющие гравитацию объекты, отличается тем, что механизм опоры ротатора содержит блок управления, выполненный с возможностью осуществления управления силой удержания, прилагаемой опорой для удержания вала вращения для обеспечения осуществления контроля за вибрацией вала вращения.

Устройство опоры ротатора, приведенное выше, отличается тем, что опора представляет собой магнитную опору, содержащую катушку, установленную на стороне кожуха так, что она расположена вблизи к внешней поверхности вала вращения, причем механизм установки ротатора дополнительно содержит множество датчиков вибрации, закрепленных на стороне кожуха и расположенных вблизи катушки, а также вблизи внешней поверхности вала вращения, и блок управления выполнен так, что в него поступают сигналы смещения от множества датчиков вибрации, с помощью которых определяется вибрация вала вращения по смещению вала вращения и производится управление током возбуждения катушки для осуществления контроля за вибрацией.

Устройство опоры ротатора, приведенное выше, отличается тем, что множество датчиков вибрации установлено не только на стороне кожуха, но как на стороне кожуха, так и на валу вращения, или только на валу вращения, и блок управления выполнен так, что в него поступают сигналы смещения от множества датчиков вибрации, и блок управления выполнен с возможностью управления током возбуждения катушки для осуществления активного контроля за вибрацией вала вращения.

Устройство опоры ротатора, приведенное выше, отличается тем, что дополнительно содержит датчик зазора или датчик смещения, установленный на стороне кожуха, расположенный вблизи катушки, и блок управления выполнен с возможностью осуществлять измерение расстояния между валом вращения и датчиком зазора или датчиком смещения и выполнять управление током возбуждения катушки с тем, чтобы осуществлять активный контроль за вибрацией вала вращения.

Устройство опоры ротатора, приведенное выше, отличается тем, что дополнительно содержит оптический датчик или лазерный измеритель смещения, установленный на стороне кожуха, расположенный вблизи катушки, и блок управления выполнен с возможностью осуществлять измерение расстояния между валом вращения и оптическим датчиком или лазерным измерителем смещения и осуществлять управление током возбуждения катушки для осуществления активного контроля за вибрацией вала вращения.

Устройство опоры ротатора по п. (4), приведенному выше, отличается тем, что вместо множества датчиков вибрации оно содержит только датчик зазора или датчик смещения, установленный на стороне кожуха, расположенный вблизи катушки, и блок управления выполнен с возможностью осуществлять измерение расстояния между валом вращения и датчиком зазора или датчиком смещения, или измерение смещения вала вращения для осуществления контроля за вибрацией вала вращения, и производить управление током возбуждения катушки для осуществления активного контроля за вибрацией вала вращения.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что блок управления выполнен так, что в него поступают сигналы смещения от множества датчиков вибрации для определения вибрации вала вращения, при этом блок управления приспособлен производить сравнение параметров вибрации с заранее определенным требуемым значением параметров вибрации и производить управление током возбуждения катушки так, чтобы вибрация могла быть подавлена до уровня ниже требуемого значения вибрации.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что блок управления выполнен так, что на основе сигналов, поступающих от одного из датчиков зазора, датчика смещения, оптического датчика и лазерного измерителя смещения, выполняет измерение расстояния до вала вращения или смещение вала вращения для определения вибрации вала вращения, производит сравнение спектра вибрации с заранее определенным требуемым значением спектра и осуществляет управление током возбуждения катушки так, чтобы можно было осуществлять активное подавление вибрации до уровня ниже требуемого значения спектра.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что, блок управления выполнен так, что при определении превышения требуемого значения ускорения или амплитуды вибрации блок управления осуществляет контроль за вибрацией вала вращения так, что вибрация может быть подавлена до уровня ниже требуемого значения, концентрично по отношению к интервалу вибрации, превышающей требуемое значение.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что блок управления выполнен так, что при определении превышения требуемого значения ускорения или амплитуды вибрации блок управления осуществляет контроль за вибрацией вала вращения так, что вибрация может быть подавлена до уровня ниже требуемого значения, концентрично по отношению к интервалу вибрации, превышающей требуемое значение, и одновременно записывает информацию о частоте и ускорении или амплитуде, или данные по всем этим параметрам вибрации, превышающим требуемое значение так, чтобы эта информация могла быть отражена в функции управления, которая позволяет осуществлять последующий активный контроль за вибрацией.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что блок управления выполнен так, что при определении превышения требуемого значения ускорения или амплитуды вибрации блок управления осуществляет контроль за вибрацией вала вращения так, что вибрация может быть подавлена до уровня ниже требуемого значения, концентрично по отношению к интервалу вибрации, превышающей требуемое значение, и одновременно производит сравнение информации о частоте и ускорении или амплитуде, или данных по всем этим параметрам вибрации, превышающим требуемое значение, с предварительно записанными данными по вибрации так, что может быть подавлена причина вибрации.

Устройство для установки ротатора отличается тем, что блок управления выполнен так, что при определении превышения заданного значения ускорения или амплитуды вибрации блок управления осуществляет контроль за вибрацией вала вращения так, что вибрация может быть подавлена до уровня ниже требуемого значения, концентрично по отношению к интервалу вибрации, превышающей требуемое значение, и одновременно производит сравнение информации о частоте и ускорению или амплитуде, или данных по всем этим параметрам вибрации, превышающим требуемое значение, с предварительно записанными данными по вибрации так, что может быть подавлена причина вибрации, и информация о ней может быть записана с тем, чтобы она могла отражаться в функции управления блока управления, чтобы, таким образом, улучшить возможность управления.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что содержит опору, поддерживающую оба конца вала вращения, и катушку контроля за вибрацией, расположенную вокруг вала вращения так, что поддерживается заранее определенный зазор по отношению к валу вращения, причем механизм установки ротатора дополнительно содержит множество датчиков вибрации, установленных на стороне кожуха, расположенных вблизи катушки контроля за вибрацией через равные промежутки друг от друга вокруг вала вращения, причем по отношению к валу вращения поддерживается заранее определенный зазор, и блок управления выполнен так, что в него поступают сигналы смещения зазора от множества датчиков вибрации и, если сигналы смещения превышают заранее определенное значение, блок управления производит управление током возбуждения катушки контроля за вибрацией и при управлении током возбуждения катушки контроля за вибрацией блок управления формирует сигналы, амплитуда которых изменяется путем комбинирования линейного сигнала и нелинейного сигнала в соответствии с величиной сигналов смещения с тем, чтобы осуществлять активный контроль за вибрацией.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что опора, поддерживающая оба конца вала вращения, представляет собой магнитную опору, которая выполнена с возможностью выполнять функцию не только опоры вала вращения, но также функцию катушки контроля за вибрацией.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что катушка контроля за вибрацией содержит части катушки, разделенные в соответствии с количеством и положением множества датчиков вибрации, и блок управления выполнен с возможностью определять положение датчика вибрации, у которого наибольший сигнал смещения по сравнению с другими сигналами смещения, поступающими от множества датчиков вибрации, и производить управление током возбуждения той части катушки контроля за вибрацией, которая соответствует положению данного датчика вибрации.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что магнитная опора содержит части катушки, разделенные в соответствии с количеством и положением множества датчиков вибрации, и блок управления выполнен с возможностью определять положение датчика вибрации, у которого наибольший сигнал смещения по сравнению с сигналами смещения, поступающими от множества датчиков вибрации, и осуществлять управление током возбуждения той части катушки магнитной опоры, которая соответствует положению данного датчика вибрации.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что блок управления выполнен с возможностью производить измерение временных изменений сигналов смещения, поступающих от множества датчиков вибрации, производить вычисление скорости изменения и тенденции изменения временных изменений и на основании полученных результатов вычислений позволяет регулировать силу тока возбуждения магнитных опор для осуществления соответствующего контроля за вибрацией.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что магнитная опора, поддерживающая оба конца вала вращения, содержит магнитную опору контроля за вибрацией и магнитную опору управления наклоном, с помощью которых осуществляется удержание вала вращения.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что магнитная опора, поддерживающая оба конца вала вращения, содержит две магнитные опоры контроля за вибрацией и магнитную опору управления наклоном, установленную между двумя магнитными опорами контроля за вибрацией.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что магнитная опора, поддерживающая оба конца вала вращения, содержит две магнитные опоры управления наклоном, которые выполняют удержание вала вращения, и магнитную опору контроля за вибрацией, установленную между двумя магнитными подшипниками управления наклоном.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что магнитная опора контроля за вибрацией приспособлена функционировать только для осуществления контроля за вибрацией вала вращения, и магнитная опора управления наклоном приспособлена функционировать для осуществления удержания положения вала вращения, а также для осуществления управления положением вала вращения с тем, чтобы ослаблять силу удержания вала вращения, когда магнитная опора контроля за вибрацией осуществляет контроль за вибрацией.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что магнитная опора, поддерживающая оба конца вала вращения, установлена со стороны кожуха через механизм упругого держателя, который установлен на стороне внешней поверхности магнитной опоры, и сила удержания вала механизма упругого держателя установлена меньшей, чем сила удержания вала магнитной опоры.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что механизм упругого держателя содержит основной корпус, в котором установлена магнитная опора, предназначенная для поддержания вала вращения, и множество пружин, соединяющих поверхность внешней окружности основного корпуса и сторону кожуха.

Устройство опоры ротатора отличается тем, что механизм упругого держателя содержит основной корпус, в котором установлена магнитная опора, предназначенная для поддержания вала вращения, и упругий элемент, изготовленный из эластичного материала, соединяющий внешнюю поверхность основного корпуса и сторону кожуха.

В устройстве согласно изобретению объекты, такие как экспериментальные объекты, которые добавляют гравитацию в окружающей среде в условиях микрогравитации в космическом пространстве, помещены во множество коробок, и эти коробки вращаются вокруг вала вращения. Объекты представляют собой, например, растения или животных, и они создают несбалансированность веса между каждой из коробок. Таким образом, при вращении ротатора возникает вибрация из-за различия в ускорении. Блок управления производит управление силой удержания положения подшипника для удержания вала вращения с тем, чтобы, таким образом, подавлять смещение вала вращения, вызываемое вибрацией. Таким образом, вибрация ротатора, который содержит вал вращения, плечи и коробки, может контролироваться для ее подавления до минимального значения.

В устройстве согласно изобретению оба конца вала вращения или один его конец установлены на магнитную опору. При возникновении вибрации вала вращения из-за несбалансированности веса объектов в коробках или несбалансированности системы определяется уровень вибрации по величине смещения вала вращения с помощью датчиков вибрации, установленных вблизи к внешней окружности вала вращения, и их сигналы поступают в блок управления. Блок управления определяет вибрацию вала вращения на основании этих сигналов смещения и выполняет управление током возбуждения катушки магнитной опоры с тем, чтобы осуществлять контроль за вибрацией вала вращения. Таким образом производится управление вибрацией с целью ее подавления и предотвращения ее распространения на окружающие объекты в космическом пространстве через подшипник вала вращения.

В устройстве, приведенном выше, датчики вибрации расположены как на стороне кожуха вала вращения, так и закреплены на валу вращения. В устройстве, приведенном выше, в дополнение к датчикам вибрации, установлен датчик зазора или датчик смещения, и в устройстве, приведенном выше, установлен оптический датчик или лазерный измеритель смещения. Таким образом, определение вибрации вала вращения может осуществляться с более высокой точностью.

В устройстве, приведенном выше, вместо датчиков вибрации в соответствии с изобретением может использоваться такая конструкция, которая определяет вибрацию только с помощью датчика зазора или датчика смещения. Следовательно, конструкция датчиков может быть упрощена с целью определения состояния объектов, помещенных в коробки.

В устройстве, приведенном выше, если блок управления определяет вибрацию вала вращения, он производит сравнение вибрации с заранее заданным требуемым значением вибрации до уровня подавления вибрации вращающейся части устройства и осуществляет управление током возбуждения катушки так, что вибрация может подавляться до уровня ниже требуемого значения. Следовательно, отрицательное воздействие на другое оборудование или устройства в космическом пространстве может быть предотвращено.

В устройстве, приведенном выше, блок управления определяет вибрацию на основании смещения вала вращения, которое определяется с помощью датчика зазора, датчика смещения, оптического датчика или лазерного измерителя смещения, производит сравнение вибрации со спектром требуемого значения, который установлен по отношению к спектру вибрации, и производит такое управление, которое подавляет вибрацию до уровня ниже требуемого значения. В устройстве, приведенном выше, если определяемое ускорение при вибрации или амплитуда колебаний при вибрации превышают требуемое значение, блок управления осуществляет контроль за вибрацией так, что вибрация может быть подавлена до уровня ниже требуемого значения, концентрично по отношению к диапазону вибрации, превышающему требуемое значение. Таким образом, вибрация может быть мгновенно подавлена.

В устройстве, приведенном выше, блок управления производит запись информации, относящейся к частоте, ускорению, амплитуде и т.д. определяемой вибрации с тем, чтобы отразить эти значения в функции управления последующего контроля за вибрацией. В устройстве, приведенном выше, производится сравнение данных определяемой вибрации с заранее записанными данными так, чтобы могла быть подавлена причина вибрации, и в устройстве, приведенном выше, причина вибрации подавляется на основании результата сравнения, а параметры вибрации записываются таким образом, чтобы они отражались в функции управления. Следовательно, благодаря функции накопления данных обеспечивается более точный контроль за вибрацией.

В устройстве, приведенном выше, вибрация ротатора определяется по смещению зазора между валом вращения и стороной кожуха с помощью множества датчиков вибрации, установленных вокруг вала вращения, и сигналы смещения, поступающие от датчиков вибрации, поступают в блок управления. Если сигналы смещения будут иметь высокое значение по сравнению с заранее определенным значением, которое установлено при обычном состоянии отсутствия вибрации, блок управления производит управление током возбуждения катушки контроля за вибрацией, чтобы, таким образом, обеспечить управление смещением зазора, вызываемого вибрацией ротатора. При таком управлении катушки контроля за вибрацией блок управления вырабатывает сигналы, амплитуда которых изменяется путем комбинирования линейного сигнала и нелинейного сигнала, соответствующих величинам сигналов смещения, поступающих от датчиков вибрации, и производится управление катушкой контроля за вибрацией с помощью выходных сигналов, вырабатываемых, таким образом, блоком управления. С помощью такого управления вибрация может оптимально подавляться и сводиться до заданного уровня.

В устройстве, приведенном выше, опора, поддерживающая оба конца вала вращения, представляет собой магнитную опору, выполненную с возможностью функционировать как в качестве опоры вала вращения, так и в качестве катушки контроля за вибрацией. Следовательно, структура системы контроля за вибрацией ротатора упрощается, и вибрация может подавляться оптимальным образом и сводиться к заданному значению на обоих концах вала вращения.

В устройстве, приведенном выше, катушка контроля за вибрацией разделена на части катушки, и также в устройстве, приведенном выше, катушка магнитной опоры разделена на части катушки. Благодаря этому производится эффективное управление током возбуждения части катушки, соответствующей положению, где смещение из-за вибрации ротатора будет наибольшим, и, таким образом, более эффективно может контролироваться вибрация ротатора.

В устройстве, приведенном выше, блок управления производит вычисление скорости изменения и тенденции изменения по отношению к изменениям во времени сигналов вибрации, поступающим от датчиков вибрации, и в соответствии со значением скорости изменения и тенденцией осуществляет управление током возбуждения катушки контроля за вибрацией. Таким образом, может быть реализована более высокая точность контроля за вибрацией.

В устройстве, приведенном выше, магнитная опора, поддерживающая оба конца вала вращения, имеет магнитную опору контроля за вибрацией, которая осуществляет активный контроль за вибрацией, и магнитную опору управления наклоном, которая осуществляет удержание положения. Магнитная опора управления наклоном удерживает вал вращения в центральном положении с помощью магнитной силы. Магнитная опора контроля за вибрацией функционирует таким образом, что при возникновении вибрации вала вращения магнитный подшипник контроля за вибрацией генерирует магнитную силу, которая ослабляет силу удержания магнитной опоры контроля наклона до определенной величины, чтобы, таким образом, уменьшить силу удержания вала вращения. В то же самое время производится управление для осуществления активного контроля за вибрацией вала вращения. Таким образом, вибрация, вызываемая слишком большим значением силы удержания, создаваемая магнитной опорой управления наклоном, уменьшается и предотвращается распространение наружу вибрации даже очень небольшого уровня. Следовательно, обеспечивается возможность эффективного контроля за вибрацией.

В устройстве, приведенном выше, магнитная опора, поддерживающая оба конца вала вращения, имеет две магнитные опоры контроля за вибрацией и магнитную опору управления наклоном, которая установлена между ними. Следовательно, также как и в устройстве, приведенном выше, может быть предотвращено распространение вибрации, возникающей на валу вращения за пределы кожуха. Кроме того, оба конца вала вращения установлены в магнитные опоры, имеющие две магнитные опоры контроля за вибрацией, которые выполнены хорошо сбалансированными, и, таким образом, становится возможным осуществление более эффективного контроля за вибрацией.

В устройстве, приведенном выше, магнитные опоры, в которые установлены оба конца вала вращения, имеют две магнитные опоры управления наклоном, и магнитные опоры контроля за вибрацией расположены между ними. Следовательно, так же, как и в устройстве, приведенном выше, может быть предотвращено распространение вибрации за пределы кожуха, возникающей на валу вращения. Кроме того, оба конца вала вращения установлены в магнитную опору, куда установлены оба хорошо сбалансированных магнитных подшипника управления наклоном, таким образом, обеспечивается удержание положения вала вращения и становится возможным осуществлять более эффективный контроль за вибрацией.

В устройстве, приведенном выше, когда с помощью магнитной опоры контроля за вибрацией осуществляется контроль за вибрацией вала вращения, производится управление током возбуждения магнитной опоры управления наклоном таким образом, чтобы ослабить силу удержания положения вала вращения до заранее определенного значения. Благодаря этому сила удержания положения, создаваемая магнитной опорой управления наклона для удержания вала вращения, ослабляется, и вибрации вала вращения предоставляется большая свобода по отношению к магнитной опоре управления наклоном. Таким образом, предотвращается распространение вибрации на сторону кожуха через магнитную опору управления наклоном и осуществляется эффективный ее контроль с помощью магнитной опоры контроля за вибрацией.

В устройстве, приведенном выше, магнитные опоры, в которые установлены оба конца вала вращения, удерживаются механизмом упругого держателя и благодаря этому вал вращения может удерживаться в центральном положении вращения, даже когда на магнитную опору не подается питание. Кроме того, сила удержания вала механизма упругого держателя установлена на уровне меньшем, чем в магнитной опоре. С другой стороны, сила удержания вала механизма упругого держателя установлена таким образом, чтобы была получена минимальная сила удержания вала для удержания вала вращения в центральном положении, когда на магнитную опору не подается электрическое питание и магнитная опора не генерирует силу удержания. Следовательно, предотвращается распространение вибрации, возникающей на валу вращения на сторону кожуха через магнитную опору, и осуществляется эффективный контроль за вибрацией с помощью магнитной опоры.

В устройстве, приведенном выше, механизм упругого держателя конструктивно состоит из основного корпуса, в котором установлена магнитная опора, и множества пружин, соединяющих основной корпус со стороной кожуха. Кроме того, в устройстве, приведенном выше, механизм упругого держателя имеет такую конструкцию, в которой в основном корпусе установлена магнитная опора и упругий элемент, изготовленный из эластичного материала, соединяющий основной корпус со стороной кожуха. Таким образом, вал вращения может упруго удерживаться с помощью простого механизма упругого держателя. Упругий держатель может быть реализован не только с помощью такого упругого материала, как резина, губчатая резина или уретан, но также и с помощью средства держателя, в котором используется жидкий материал, жидкостные опоры и т.д.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее описание ведется со ссылками на фигуры чертежей на которых:

фиг.1(а)-(с) изображают механизм установки ротатора в устройстве вращения для условий микрогравитации по первому варианту осуществления в соответствии с настоящим изобретением, в котором фиг.1(а) - вид сбоку в поперечном сечении, фиг.1(b) - вид в поперечном сечении в направлении стрелок по линии А-А согласно фиг.1(а), фиг.1(с) изображает вид в поперечном сечении, в направлении стрелок по линии В-В, согласно фиг.1(а);

фиг.2 изображает схему системы управления механизма установки ротатора в соответствии с первым вариантом воплощения;

фиг.3 - схема алгоритма работы механизма установки ротатора по первому варианту осуществления;

фиг.4 - вид сбоку в поперечном сечении верхней части устройства опоры ротатора в устройстве вращения для условий микрогравитации по второму варианту осуществления в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.5(а) и (b) - графики, представляющие два примера требуемого значения и воздействия контроля за вибрацией в устройстве опоры ротатора в соответствии с первым и вторым вариантами воплощения;

фиг.6(а)-(с) - система активного управления в устройстве опоры ротатора устройства вращения для условий микрогравитации по третьему варианту осуществления в соответствии с настоящим изобретением, на которых фиг.6(а) изображает вид сбоку в поперечном сечении, фиг.6(b) изображает вид в разрезе в направлении стрелок по линии С-С, обозначенной на фиг.6(а), фиг.6(с) изображает вид в разрезе в направлении стрелок по линии D-D, обозначенной на фиг.6(а);

фиг.7 - схема системы управления в соответствии с третьим вариантом осуществления;

фиг.8(а)-(с) изображают три графика, характеризующие модели возбуждения катушки контроля за вибрацией в соответствии с третьим вариантом осуществления, на которых фиг.8(а) и (b) изображают графики для моделей, в которых скомбинированы линейные и нелинейные зависимости, и фиг.8(с) изображает график для модели, в которой используется только нелинейная зависимость;

фиг.9 - схема системы управления устройством опоры ротатора в устройстве вращения в условиях микрогравитации по четвертому варианту осуществления в соответствии с настоящим изобретением.

фиг.10 - вид сбоку в поперечном сечении устройства опоры ротатора в устройстве вращения в условиях микрогравитации по пятому варианту осуществления в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.11(а) и (b) - виды в поперечном сечении частей устройства опоры ротатора по пятому варианту воплощения, показанному на фиг.10, на которых фиг.11 (а) изображает вид в разрезе в направлении стрелок по линии Е-Е, обозначенной на фиг.10, фиг.11(b) изображает вид в разрезе в направлении стрелок по линии F-F, обозначенной на фиг.10;

фиг.12(а) и (b) - временные диаграммы, представляющие состояние контроля за вибрацией в соответствии с пятым вариантом осуществления, на которых фиг.12(а) изображает пример, в котором не осуществляется управление магнитной опорой управления наклоном, фиг.12(b) изображает пример, в котором производится управление магнитной опорой управления наклоном;

фиг.13 - вид сбоку в поперечном сечении устройства опоры ротатора устройства вращения в условиях микрогравитации по шестому варианту осуществления в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.14 - вид сбоку в поперечном сечении устройства опоры ротатора устройства вращения в условиях микрогравитации по седьмому варианту осуществления в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.15 - вид сбоку в поперечном сечении устройства опоры устройства вращения в условиях микрогравитации по восьмому варианту осуществления в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.16 - вид в поперечном сечении в направлении стрелок по линии G-G, обозначенной на фиг.15;

фиг.17 - вид в поперечном сечении в направлении стрелок по линии Н-Н, обозначенной на фиг.15;

фиг.18(а) и (b) - устройство опоры ротатора в устройстве вращения для условий микрогравитации по девятому варианту осуществления в соответствии с настоящим изобретением, на которых фиг.18(а) изображает вид в поперечном сечении, по существу, по той же линии, что и линия G-G, обозначенная на фиг.15, и фиг.18(b) изображает вид в поперечном сечении по линии J-J, обозначенной на фиг.18(а);

фиг.19 - вид девятого варианта осуществления в поперечном сечении, по существу, по той же линии, что и линия Н-Н, обозначенная на фиг.15;

фиг.20 - схематично вид сверху, представляющий пример устройства вращения известного из уровня техники, используемого в настоящее время для проведения экспериментов в космическом пространстве.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже настоящее изобретение будет описано более конкретно на примере вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые фигуры чертежей.

На фиг.1(а)-(с) изображено устройство опоры ротатора в устройстве вращения в условиях микрогравитации по первому варианту осуществления в соответствии с настоящим изобретением, на которых фиг.1(а) изображает вид сбоку в поперечном сечении, фиг.1(b) изображает вид в разрезе, в направлении стрелок по линии А-А, обозначенной на фиг.1(а), и фиг.1(с) изображает вид в разрезе, в направлении стрелок по линии В-В, обозначенной на фиг.1(а). На фиг.1(а) цифрой 10 обозначен кожух, в котором содержится весь ротатор. В кожухе 10 установлены части 10а, 10b углублений, выходящие наружу из верхней и нижней стенок кожуха 10, и магнитные о