CS203903B2 - Magnetické uložení rotoru ve statoru - Google Patents

Description

Vynález se týká magnetického uložení rotoru ve statoru, přičemž rotor sestává alespoň z části z ferromagnetického materálu, s regulovatelným radiálním magnetickým ložiskem, které udržuje rotor v jeho ose otáčení, s nejméně jedním magnetem, vytvářejícím radiálně destabilizující síly, přičemž mezi magnetem a rotorem je prstencová vzduchová mezera, v jejímž rozsahu je magnetické pole stejného směru.

Jedno takovéto magnetické uložení je popsáno v německém vykládacím spisu číslo 1 750 602. To umožňuje sice také uložení rotoru s horizontální osou otáčení, nebo rotoru s více nebo méně konstantním radiálním zatížením, avšak tyto radiální síly musí býc podchyceny aktivně regulovatelnými radiálními ložisky. Tím se ale zvětší nejen konstrukční výška a spotřeba energie pro radiální uložení, ale také se zvětší brzdicí síly, působící na otáčení rotoru, to je třeni ložiska, v důsledku nehomogenity magnetického pole, která se přitom objeví.

Uložení, která mohou podchytit příčné síly, například uložení horizontálních rotorů nebo rotorů s libovolnou polohou osy s jednostrannými příčnými silami, jsou ale v technice často potřebná. Je například žádoucí, uložit magneticky vodorovně ležící rotory spřádacích turbin pro předení s otevře2 ným koncem, které se otáčejí velmi vysokými otáčkami. Takovéto spřádací turbiny jsou popsány např. v časopise — Deutsche Textiltechnik —, 1971, sešit 12, strany 763 a další.

Úkolem vynálezu je vytvořit magnetické uložení výše uvedeného druhu, kterým se mohou podchytit příčné síly bez podstatného zvýšení ložiskového tření a nákladů na konstrukci a spotřebu energie.

Tato úloha se podle vynálezu řeší tím, že magnet, uspořádaný u radiálního .magnetického ložiska pro udržování rotoru, má v jednom směru větší radiální přítažné síly pro pfisobení na rotor, než v opačném směru, ve kterém působí stacionární příčné síly, tvořené například hmotnostní rotoru.

Rozvinutí vynálezu pak spočívá v tom, že magnet je tvořen prstencovým magnetem, obklopujícím rotor.

Dalším význakem vynálezu pak je, že magnet, vytvářející radiální síly, je současně magnetem axiálního ložiska.

Význakem vynálezu rovněž je, že magnet vytváří předmagnetizaci pro elektromagnetické radiální ložisko.

Výhodné rozvinutí vynálezu spočívá rovněž v tom, že magnet je spojen s radiálním magnetickým ložiskem v jednu konstrukční jednotku.

Konstrukční jednotky, sestávající z magnetu a radiálního magnetického ložiska, jsou uspořádány na dvou od sebe vzdálených místech rotoru, přičemž alespoň jedna konstrukční jednotka spolupůsobí s jedním koncem rotoru, popřípadě alespoň s jedním osazením rotoru z ferromagnetického materiálu.

Dalšími význaky vynálezu pak jsou tato opatření. Mezi rotorem a magnetem tvořená vzduchová mezera má po obvodu rozdílnou tloušťku, přičemž tato tloušťka je nejmenší na protější straně směru příčné síly rotoru. Magnet má v rozsahu vzduchové mezery nestejnou intenzitu magnetického pole, a je tvořen permanentním magnetem, přičemž tento permanentní magnet má tvar prstence s výstředným otvorem a materiál, ze kterého magnet sestává, je ve svém rozsahu nestejně silně magnetizován. Magnet může mít ve svém rozsahu nestejné rozměry, popřípadě sestává z několika permanentních prstencových magnetů s výstřednými otvory, které jsou vůči sobě navzájem posunuty. Magnet může mít výstředně uspořádané pólové nástavce, popřípadě je na magnetu uspořádaná magnetická zkratová část. Radiální magnetické ložisko je oproti magnetu uspořádáno přesazené. K magnetům, sloužícím jako axiálně stabilizující magnety, je uspořádán alespoň jeden magnet přídavný. Magnet může být tvořen elektromagnetem, který je popřípadě na střídavý proud.

Zatímco se dosud věřilo, že podchycení v podstatě stacionárních příčných sil vytváří v magnetickém uložení tak velkou nehomogenitu magnetického pole, že přitom vznikající ztráty vířivým proudem a hysterezí v rotoru způsobují nehospodárnost uložení, prokázalo se, že toto u vynálezu neplatí. U známých magnetických ložisek se zkoušelo zmenšit tato ložiska specifickým vytvořením rotoru, například z materiálu s malou hysterezí. Podle vynálezu je možné udržovat vznikající ztráty tak malé, že nejsou potřebná takováto nákladná a pevnost rotoru snižující opatření. Superponováním složky magnetického pole měnící se v rozsahu vzduchové mezery pro podchycení příčných sil, s konstantní složkou magnetického pole se mohou ztráty udržovat na poměrně nepatrné úrovni. Ztráty přemagnetizací, které vznikají v rotoru, jestliže se tento rotor -otáčí v nehomogením magnetickém poli, jsou totiž závislé na čtverci amplitudy magnetické indukce proměnné složky magnetického pole, zatímco magnetické přítažné síly, které jsou potřebné pro vyrovnání příčných sil, závisí na součinu magnetických indukcí konstantní a měnící se složky magnetického pole. Jinými slovy: Konstantní složka magnetického pole ve vzduchové mezeře nepřispívá ke zvětšení ztrát, ale působí jako činitel zvyšující přítažné síly. Když bylo v úvodu hovořeno o magnetickém poli stejného směru, pak se má tím vyjádřit, že magnetické pole vytváří v celé vzduchové mezeře jen přitahující síly a nemění výhodně ve směru po -obvodu svou polaritu.

Další přednosti a význaky vynálezu jsou uvedeny v dalším textu za pomoci výkresů, na kterých je znázorněno několik příkladů provedení vynálezu.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn pohled ze strany na elektromagnetické uložení rotoru s vodorovnou osou otáčení v částečném řezu, na obr. 2 je schematický řez podle přímky II—II v obr. 1, na obr. 3 je znázorněn schematický diagram magnetické indukce B v rozsahu U vzduchové-o mezery, na obr. 4 je pohled ze strany na detail jiného provedení v částečném řezu, na obr. 5 a 6 je jiné provedení magnetů podle obr. 2, na obr. 7 je znázorněn řez podle přímky VII—VII v obr. 6, na obr. 8 je znázorněno obměněné provedení magnetu podle obr. 2, 5 a 6, na obr. 9 je znázorněn řez podle přímky IX—IX v obr. 8, na obr. 10 je znázorněno provedení magnetu odpovídající obr. 8, na obr. 11 je schematický řez podle přímky XI—XI v obr. 10 a konečně na obr. 12 je schematicky detailní pohled ze -strany na provedení s elektromagnetem a střídavým resonančním kruhovým ložiskem.

Na obr. 1 je znázorněno zcela bezdotykové magnetické uložení rotoru 11 ve statoru 12, který je znázorněn jen schematicky. Rotor 11 sestává u znázorněného příkladu zcela z ferromagnetického materiálu, například z ocelové trubky nebo ocelového válce. Je však také možno zhotovit rotor z libovolného jiného materiálu a opatřit ho v rozsahu ložisek ferromagnetickými částmi. V oblasti svých obou konců je rotor 11 uložen pomocí magnetických uložení, tvořících konstrukční jednotku 13.

Magnetická uložení mají každé magnet 14, 14‘, který je vytvořen ve tvaru axiálně zmagnetizovaného prstencového permanentního magnetu. Každé magnetické uložení, tvořící konstrukční jednotku 13, má dále radiální magnetické ložisko 15, které má elektrické vinutí 16, které je připojeno na regulační zařízení 17.

Radiální magnetické ložisko 15 má feromagnetické prstencové jádro 18, kolem kterého je ovinuto vinutí 16 opět prstencovitě, to je ve tvaru toroidu. Vinutí 18 výhodně sestává ze čtyř elektricky odděleně -napájitelných úseků. Takovéto radiální uložení umožňuje aktivně regulovatelné uložení ve dvou radiálních směrech, například ve svislém směru, ležícím v obr. 1 v nákresně, a ve vodorovném směru kolmém k nákresně.

Mohou se použít však také jiné radiální ložiskové prvky, které jsou popsané v DOS 1 750 602 a 1 933 031.

Řídicí zařízení zpracovává signály od bezdotykových senzorů 19, které u znázorněného příkladu jsou elektromagnetické prvky, které jsou uspořádány v oblasti magnetů 14 a vytvářejí signály v závislosti na jejich -okamžité vzdálenosti od rotoru 11. Takovéto senzory jsou známy jako destičky, reagující na pole. Mohou se však také použít kapacitní induktivní nebo fotoelektrické snímače. Regulační zařízení 17 je připojeno na zdroj proudu, výhodně stejnosměrného proudu a sestává ze zesilovače a obvodu pro fázový posuv pro měřicí signály senzorů. Nastavovacím ústrojím 21, například potenciometrem patřícím k regulačnímu zařízení 17, může se nastavit poloha žádané osy otáčení 22 rotoru 11. Z důvodu zjednodušení je na výkresu znázorněno jen jedno regulační zařízení se svými navzájem opačně uspořádanými senzory a s jedním nastavovacím ústrojím 21. Pro rovinu kolmou je rovněž zapotřebí jedno regulační zařízení, které však může být spojeno s prvním v jednu konstrukční jednotku. Magnetické uložení po obou stranách rotoru 11 se podstatně od sebe neodlišují.

Na levé straně znázorněný magnet 14‘ je zmagnetizován radiálně, to je jeho póly jsou na vnitřním, popřípadě vnějším obvodu.

U příkladu podle obr. 1 jsou magnety 14, 14‘ a radiální magnetická ložiska 15 uspořádány souměrně k ose 23, která nesouhlasí se žádanou osou otáčení 22, jak lze seznat zejména z obr. 2. Žádaná osa otáčení je ve znázorněném příkladu vůči ose posunuta směrem nahoru, takže se mezi magnety 14, 14‘ a rotorem 11 vytvoří vzduchová mezera 24, jejíž radiální rozměry se po obvodu mění. Na rotor působí v podstatě stacionární příčná síla, která u znázorněného příkladu je daná hmotností rotoru a která v důsledku jeho vodorovné polohy působí v radiálním směru. Budiž však poznamenáno, že magnetickým uložením podle vynálezu mohou se podchytit také jiné příčné síly, které působí na rotor. Měly by být v podstatě stacionární, to znamená, že uložení podle vynálezu se může výhodně použít zejména tehdy, jestliže příčná síla mění svou velikost a svůj směr vzhledem ke statoru jen málo; Zvláštními opatřeními, například přeložením polohy žádané osy otáčení 22 vzhledem k magnetickému poli magnetů 14, 14‘ se může však také vytvořit vhodné přizpůsobení na příčné síly měnící se co do velikosti a směru.

Magnetické uložení, znázorněné v obr. 1 a 2, pracuje následovně: Magnet 14, vytvořený jako prstenec působí radiálními silami na rotor 11, které s výjimkou střední polohy, ve které se kompenzují, působí na rotor destabilizujícím způsobem, to znamená, že magnet se snaží rotor k sobě přitáhnout přes vzduchovou mezeru 24. Tyto destabilizující síly vzrůstají s vychýlením ze střední polohy, jsou tedy progresivní. U rotoru bez působících stacionárních příčných sil se výhodně radiálním magnetickým ložiskem 15 udržuje v poloze, která se nejvíce blíží popsané střední poloze. To bude u symetricky vytvořených a zmagnetizovaných magnetů 14, 14‘ taková poloha, ve které leží žádaná osa otáčení 22 ve střední ose 23. V této poloze je nejen nejmenší ovlivňování rotoru 11 destabilizujícími silami, nýbrž rotor 11 je také prostupován homogenním, to je v rozsahu vzduchové mezery stejným magnetickým polem magnetů 14, 14‘. Magnety 14, 14‘ působí v uspořádání znázorněném v obr. 1 jako axiální stabilizační magnety, neboť ve spolupůsobení s konci 26 rotoru vytvářejí bez aktivně regulovatelného ovládání, stabilní axiální polohu rotoru. Při svislém uložení rotoru sloužil by tudíž nejhořejší magnet 14 jako nosné ložisko.

U znázorněného příkladu je poloha žádané osy otáčení 22 posunuta vůči střední ose 23 a sice proti směru příčné síly, naznačené šipkou 25. To se může provést odpovídajícím nastavením radiálních magnetických ložisek 15, která se nastavovacím ústrojím 21 nastaví tak, že drží rotor v žádané ose otáčení 22.

Na rotor 11 působí nyní destabilizující síly, směrované proti směru 25 příčné síly, které se jej snaží táhnout směrem nahoru a působí proti síle 25. Žádaná osa otáčení 22 se výhodně stanoví tak, že tyto destabilizující, proti směru 25 příčné síly směrované síly, tuto příčnou sílu 25 přesně vyruší. Ve vzduchové mezeře 24 je nyní takové rozdělení magnetického pole, jak je naznačeno v obr. 3.

V obr. 3 je znázorněna magnetická indukce B v rozsahu U vzduchové mezery 24. Konstantní složce B_o je superponovaná složka magnetického pole ΔΒ, která je v rozsahu U vzduchové mezery proměnná. Jestliže se čtvrtina rozsahu vzduchové mezery ve smyslu hodinových ručiček, počínaje od shora, označí a až d, pak lze z obr. 3 seznat, že indukce B je v bodě a největší (B_o + + ΔΒ), zatímco v bodě c je nejmenší (B_o — — ΔΒ).

Je třeba si uvědomit, že obr. 3 je jen schematické znázornění. Křivka pro ΔΒ nepotřebuje, jak je znázorněno, mít sinusový tvar, i když toto je v zájmu malých ztrát žádoucí.

Lze tedy seznat, že oproti magnetické indukci B_o se objevuje změna, která magnetické pole v bodě c zeslabuje. Mělo by se tedy předpokládat, že podchycení příčných sil je velmi nevýhodné, a sice v důsledku toho, že proti velké, v jednom směru působící síle se vytvoří ještě větší síla, působící proti ní v opačném směru a že by musely silně vzrůstat zejména ztráty magnetických polí. Objevuje se však pravý opak. Zatímco ztráty vířivými proudy a hysterezí, které brzdí otáčení rotoru, jsou kvadraticky závislé na měnící se složce magnetického pole (ΔΒ), jsou síly, působící proti příčným silám, závislé na součinu konstantní a proměnlivé složky magnetického pole (ΔΒ.Β). Není'to tudíž nevýhodné, ale je to dokonce žádoucí, zvolit složku B_o v poměru k ΔΒ velmi vysokou. Potřebuje se potom jen velmi malá proměnlivá složka ΔΒ magnetického pole, aby se dosáhly velké síly, zatím co ztráty, které jsou závislé na ΔΒ, zůstanou malé. Toto nejsou však jediné přednosti, kte203903 ré má vysoká konstantní složka magnetického pole. Jestliže, jak je znázorněno, v obr. 1, převezmou magnety 14, 14‘ při jejich vzájemném axiálním působení, axiální vedení rotoru 11, takže se může s velkou konstantní složkou magnetického pole, to je velkou intenzitou magnetického pole, tekoucího ve vzduchové mezeře 24, také vytvořit zejména tuhé axiální uložení. Také se výhodně projevuje· vysoká předmagnetizace radiálních magnetických ložisek 15, na jejich účinnost. Budiž poznamenáno, že zde speciálně znázorněná radiální magnetická ložiska 15 potřebují stále předraagnetizaei, která je v tomto případě vytvořena magnety 14, 14*. V příkladu podle obr. 1 mají tedy magnety 14, 14‘ trojnásobnou funkci: Podchycují příčnou sílu 25, tvoří bez aktivní regulace axiální stabilizaci polohy pro rotor 11 a vytvářejí předmagnetizaci pro radiální magnetická ložiska 15. Jen pro úplnost budiž poznamenáno, že rotor se může pohánět libovolným způsobem, například neznázorněným střídavým elektromotorem, jehož rotor je totožný s rotorem 11.

V obr. 4 až 12 jsou znázorněny varianty popsaného zařízení, respektive magnetického uložení. Funkce, pokud není vysvětlována jinak, je v podstatě stejná, jak bylo již popsáno a pro stejné části se používají stejné vztahové značky.

Magnetické uložení podle obr. 4 se odlišuje od pravého magnetického uložení v obr. 1 v podstatě jen tím, že radiální magnetické: ložisko 15 imá svůj střed na žádané ose otáčení 22 a nikoliv na střední ose 23 magnetu 14. Také mezery 19 jsou uspořádány tak, že leží vždy ve stejných radiálních: vzdálenostech od žádané osy otáčení 22. Radiální (magnetické ložisko 15 je oproti magnetu 14 radiálně-posunuto proti směru. příčné síly 25, Zatímco, posunutí žádané osy. otáčení 22. ze střední polohy bylo provedeno nastavením u regulačního zařízení 17, provede se u obr. 4 mechanické posunutí mezi radiálním ložiskem a magnetem.

Provedení ipodle. obr. 5 má magnet 14a, který je sice v podstatě vytvořen také jako· prstencový magnet, ais v radiálním: směru má. nestejnoměrnou, tloušťku. Ve znázorněném případu působí příčná síla, například vlivem; rpohalnu, pod určitým .úhlem k vertikále nia rotor 11. Tím je i vnitřní otvor 27 magnetu . 14a. posunut ve· směru příčné síly 25.^(0^11 vnější stěně 28; Při stejné specifické magnet), žací materiálu magnetu tvoří se tedy na protější straně ke směru příčné síly. 25, tj. vlevo nahoře ve vzduchové mezeře 24 silnější magnetické pole. U znázorněného příkladu prochází žádaná o:sa otáčení 22 středem kruhu, tvořícího vnější ohraničení, to je stěnu 28. Stojí tedy opět nesymetricky k vnitřnímu otvoru 27, takže vzduchová mezena, má rozdílnou tloušťku. Budiž však poznamenáno, že také tehdy, jestliže· by se rotor otáčel kolem střední osy 23‘· vnitrního· otvoru, vznikne ještě za8 mýšlený- účinek; to je podchycení příčné síly, neboť magnetické. pole na levé horní straně v obr. 5 by byle v důsledku většího nashromáždění magnetického materiálu · silnější.

Podle obr. 6 a 7 jo magnet sesazen ze dvou za sebou· uspořádaných magnetů 14b a 14of Oba jgou opatřeny, excentrickým vnitřním otvorem 27 podle obr·. 5. Zatímco vnější stěna 28 navzájem identických. magnetů je stejná, jsou v jejich úhlové poloze navzájem uspořádány pootočené tak, že mezi seboutvoří irezultující’ otvor 27‘, který má oválný tvar, složený ze dvou kruhových oblouků. V tomto otvoru je rotor 11 posunut na tu stranu, na které je větší radiální tloušťka materiálu obou magnetů 14b, 14c, ta je proti příčné síle 25. Jeho žádaná osa otáčení 22 leží opět ve středu kružnice, tvořící vnější ohraničení 28. Také zde· je možné, jako u obr. 4 a 5, posunutí žádané esy otáčení oproltl udaným výhodným polohám. U provedení podle Obr. 6 a 7 je k přednosti, že v porovnání s obr. .2 zíměna tloušťky vzduchové mezery; nepotřebuje býti tak velká, dána možnost, nastavit. pootočením obou polovin magnetů 14b^: a 14c navzájem proti sobě, velikoet pochycené příčné síly 25.

Z obr. 7 lze dále seznat, že toto ložisko, jako také ostatní ložiska (viz obr. 9), se mohou použít pouze jako radiální nosná ložiska, neboť nespolupracují s koncem,. nebo hranou ve ferromagnetickém materiálu. V tomto případě «.©vyvozují žádné podstatné axiální síly,

Obr. 8 a 9 ukazují, provedení, u kterého magnet 14d sostává z permanentního, axiálně zmagnetovaného prstencového magnetu o stejné radiální tloušťce, ktorý je po obou stranách opatřen kotoučovými pólovými nástavci 28. Pólové nástavce 29 mají vnitřní otvor 30, který je menší, nežli vnitřní otvor 27 prstencového magnetu a který je uspořádán excentricky vůči otvoru 27. Ačkoliv žádaná osa otáčení 22 rotoru 11 prochází středem kružnice, tvořící vnější ohraničení 28 magnetu, vytvoří se· vzduchová mezera. 24 tak, že na straně proti směru příčné síly 25 je menší nežli na spodní straně na obr. 8. Pólové nástavce, které mohou sestávat z feromagnetických plechových kotoučů, zesilují tedy magnetické pole v horní oblasti, přičemž, je přivádějí dó blízkosti rotoru.

V obr. 10 a 11 je znázorněno provedení, u kterého je opět použit prstencový magnet se stejnou tloušťkou stěny, ve kterém se však rotor 11 pohybuje soustředně. Vzduchová mezera; 24 mezi magnetem 14e a rotorem 11 >roá tedy všude stejnou tloušťku. Proměnlivá složka- magnetického ipole se vytváří u tohoto provedení magnetickou zkratovaní částí 12, která může mít například znázorněný supovitý tvar a vytváří v oblasti axiálně zmagnetizovaného magnetu 14e magnetický zkrat, takže ve spodní části vzduchové mezery 24 dochází k zeslabení, mag203903 netického poile oproti horní části. U tohoto provedení je tedy ta přednost, že vzduchová mezera má stále stejnou tloušťku a je dána výhodná imožnost, přizpůsobit stejné prstencové magnety různým příčnými silám. Budiž všalk poznamenáno, že přizpůsobení se normálně pirovádí na různé příčné síly zcela jednoduše změnou velikosti posuvu žádané osy otáčení vůči směru příčné síly.

V obr. 11 vytváří magnet 14e společně se dvěma osazeními 33, 36 ve ferromagnetickém materiálu 37 rotoru 11 axiální stabilizující síly. Při tom je osazení 36 vytvořeno jen ve ferromagnetickém materiálu 37. Vnější plášťová plocha rotoru 11 je naproti tomu průběžná, přičemž na osazení 36 navazuje neferromagnetický materiál 38. Tímto způsobem je možné vytvářet jen s jedním magnetem 14e axiální vedení rotoru 11 v obou axiálních směrech. Budiž ještě poznamenáno, že axiální kmity rotoru se tlumí ztrátami vířivými proudy a hysterezními ztrátami. To je pro převážné oblasti použití dostačující, neboť v radiálním směru je potřebné mnohem častěji aktivní tlumení než-li poskytuje magnetické uložení podle vynálezu:

U všech znázorněných provedení byl dosud magnet vytvořen jako permanentní magnet, resp. prstencový permanentní magnet obklopující rotor 11. To je zejména výhodné provedení, neboť permanentní magnet není odkázán na stálý přívod energie a jednak konce rotoru zůstávají volné. Je však možné, vytvořit magnet jako tyčový magnet, který zasahuje do dutého konce rotoru. Přitom se stejným způsobem vytvoří přeložením žádané osy otáčení síla, která může působit proti příčné síle 25.

V obr. 11 je naproti tomu znázorněno provedení, u kterého se používá elektromagnet 14f. Elektromagnet 14f je vytvořen jako prstencová cívka obklopující rotor 11, která vytváří axiální směrované magnetické pole. Může být protékána střídavým proudem a může zajišťovat podchycení příčné síly 25 a/nebo axiální stabilizaci rotoru. Nejméně tři další cívky, z nichž jsou znázorněny cívky 34, 34‘, jsou uspořádány kolem povrchu rotoru 11 a mají radiální směr působení. Cívky 34 jsou zde z důvodu jednoduchosti znázorněny odděleně, mohou ale býti také prostorově a/nebo funkčně ještě silněji svázány s elektromagnetem 14f. Každá cívka působí společně s řídicím zařízením 35 jako radiální uložení. Řídicí zařízení 35, které je připojeno na zdroj střídavého napětí, tvoří společně s cívkou 34 ložisko se střídavým resonančním obvodem. U tohoto druhu ložiska je každá cívka 34 uspořádána v kmitavém obvodu, který se rozlaďuje přeložením rotoru, a tak současně nahrazuje radiální ložisko a senzory. Superpozicí magnetických polí cívky elektromagnetu 14f a cívky 34 dostavuje se popsaným způsobem zesílení silového působení cívky 34, zejména tehdy, jestliže pracují se stejnou frekvencí. Tím se může odstranit zásadní nedostatek střídavého ložiska, totiž ztráty vířivými proudy a hysterezi v rotoru. V rámci vynálezu jsou možné četné obměny popsaných a znázorněných provedení. Tak například se může použít místo permanentního magnetu také elektromagnet napájený stejnosměrným proudem, který poskytuje snadnější možnost přizpůsobení na střídající se příčné síly. Také jeho kombinace s permanentním magnetem, který podchycuje tak zvané základní zatížení, je možné. U magnetického uložení podle vynálezu mělo by být na zřeteli stále to, že změna pole ve vzduchové mezeře se provádí plynule, viz obr. 3. To znamená, že ve vzduchové mezeře nemá docházet pokud možno ke skokovým změnám magnetického pole, které by vytvářelo v materiálu rotoru při jeho otáčení zesíleně vířivé proudy nebo hysterezy. To platí přirozeně v prvé řadě pro otáčející se a zejména rychle se otáčející rotory, zatímco jen velmi pomalu se otáčející nebo jen kývavé pohyby potřebují takováto opatření méně. V této souvislosti budiž poznamenáno', že pod pojmem rotory, jak bylo výše uvedeno, spadají také jiné, například pro účely měření magneticky uložené části. Vpředu jsou uvedeny četné příklady provedení, u kterých vytvořením podle vynálezu se dosáhne toho, že magnet v rozsahu vzduchové mezery vytváří nestejně silné magnetické pole. Takovéto působení může se však také vytvářet tím, že magnetický materiál se zmagnetizuje nestejně silně. Mohl by se potom například umístit rotor středově, resp. soustředně v rotačně symetrickém magnetu, který je přesto vhodný pro podchycení příčných sil. Pod pojmem ferromagnetický materiál se zde v prvé řadě rozumí magnetizovatelný, ale nikoliv permanentně magnetický materiál. Je předností vynálezu, že na rotoru nejsou normálně potřebné žádné permanentní magnety, neboť tyto magnety mají ponejvíce jen nepatrnou pevnost a zvyšují hmotnost rotoru. Pro určité účely mohlo by se však vytvořit takové provedení, u kterého se vytváří destabilizující působení prostřednictvím permanentního magnetu, uspořádaného na rotoru. Za tím účelem mohl by se vytvořit například rotor nebo část rotoru na způsob tyčového magnetu, který spolupracuje s feromagnetickým pevným prstencem na rotoru.

0*3'9‘0‘3'

Claims (19)

1. PREDMET

   1. Magnetické uložení rotoru ve statoru, u kterého rotor sestává alespoň z části z ferromagnetickélio materiálu, s regulovatelným radiálním magnetickým ložiskem, které udržuje rotor v jeho ose otáčení, s nejméně jedním magnetem, vytvářejícím radiálně destahilizující síly, přičemž mezi magnetem a rotorem je prstencová vzduchová mezera, v jejímž rozsahu je magnetické pole stejného směru, vyznačující se tím, že magnet (14, 14‘, 14a až 14f j, uspořádaný u radiálního magnetického ložiska (15, 34 j pro udržování rotoru (11), má v jednom směru větší radiální přítažné síly pro působení na rotor (lij, než v opačném směru, ve kterém působí stacionární příčné síly (25J na rotor (11), tvořené například hmotností rotoru (11).
2. 2. Magnetické uložení podle bodu 1, vyznačující se tím, že magnet (14, 14‘, 14a až 14fj je prstencový magnet, obklopující rotor (lij.
3. 3. Magnetické uložení podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že magnet (14, 14‘, 14e, 14f) je současně magnetem axiálního ložiska.
4. 4. Magnetické uložení podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že magnet (14, 14‘, 14a až 14f) vytváří předmagnetizaci pro elektromagnetické radiální ložisko (15, 34).
5. 5. Magnetické uložení podle bodu 4, vyznačující se tím, že magnet (14, 14‘, 14a až 14f J je spojen s radiálním magnetickým ložiskem (15, 34] v jednu konstrukční jednotku (13).
6. 6. Magnetické uložení podle bodu 4 nebo 5, vyznačující se tím, že dvě konstrukční jednotky (13) sestávající z magnetu (14, 14‘) a radiálního magnetického ložiska (15) jsou uspořádány na dvou od sebe vzdálených místech rotoru (11), přičemž alespoň jedna z konstrukčních jednotek (13) spolupůsobí s jedním koncem (26) rotoru (11), popřípadě alespoň s jedním osazením (33, 36) rotoru (11) z ferromagnetického materiálu.
7. 7. Magnetické uložení podle bodů 1 až 6, vyznačující se tím, že me2l rotorem (11) a magnetem (14, 14‘, 14a až 14d, 14f) tvořená vzduchová mezera má po obvodu rozdílnou

   VYNALEZU tloušťku, přičemž tato tloušťka je nejmenší na protější straně směru příčné síly (25) rotoru (11).
8. 8. Magnetické uložení podle bodů 1 až 7, vyznačující se tím, že magnet (14, 14‘, 14a až 14fj má v rozsahu (Uj vzduchové mezery nestejnou intenzitu magnetického pole.
9. 9. Magnetické uložení podle bodů 1 až 8, vyznačující se tím, že magnet (14, 14‘, 14a až 14e) je permanentní magnet.
10. 10. Magnetické uložení podle bodu 9, vyznačující se tím, že permanentní magnet (14a až 14c j má tvar prstence s výstředným otvorem.
11. 11. Magnetické uložení podle bodů 9 nebo

    10, vyznačující se tím, že materiál, ze kterého magnet sestává, je ve svém rozsahu nestejně silně magnetizován.
12. 12. Magnetické uložení podle bodů 9 až

    11, vyznačující se tím, že magnet (14a až 14c j má ve svém rozsahu nestejné rozměry.
13. 13. Magnetické uložení podle bodů 1 až

    12, vyznačující se tím, že magnet (14b, 14c) sestává z několika permanentních prstencových magnetů s výstřednými otvory (27), které jsou vůči sobě navzájem posunuty.
14. 14. Magnetické uložení podle bodů 1 až

    13, vyznačující se tím, že magnet (14dj má výstředně uspořádané pólové nástavce (29).
15. 15. Magnetické uložení podle bodů 1 až

    14, vyznačující se tím, že na magnetu (14e) je uspořádaná magnetická zkratová část (32).
16. 16. Magnetické uložení podle bodů 1 až

    15, vyznačující se tím, že radiální magnetické ložisko (15) je oproti magnetu (14) uspořádáno přesazené.
17. 17. Magnetické uložení podle bodů 3 až

    16, vyznačující se tím, že přídavně k magnetům (14, 14‘, 14e, 14f), tvořícím axiálně stabilizující magnety, je uspořádán alespoň jeden další magnet (14a až 14d).
18. 18. Magnetické uložení podle bodu 1 až 8 nebo 14 až 17, vyznačující se tím, že magnet (14f j je tvořen elektromagnetem.
19. 19. Magnetické uložení podle bodů 1 až 8, nebo 14 až 17, vyznačující se tím, že magnet (14f) je tvořen střídavým elektromagnetem.