DE2501218A1

DE2501218A1 - Magnetische lagervorrichtung

Info

Publication number: DE2501218A1
Application number: DE19752501218
Authority: DE
Inventors: James Robert Dohogne; Ajit Vishwanath Sabnis
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1974-01-14
Filing date: 1975-01-14
Publication date: 1975-07-17
Also published as: FR2257815A1; IT1026323B; FR2257815B1; GB1485290A

Description

Magnetische Lagervorriohtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Lagervorrichtung, die eine Lagerung oder ein Sohweben von beweglichen Teilen, beispielsweise um eine Achse drehbar oder bei einer fortgesetzten linearen Translationsbewegung ergibt· Die Erfindung besieht sloh Insbesondere jedoch nicht aussohlieeiioh auf magnetische und elektromagnetische Kern- und Spulenanordnungen sowie elektronische Sohaltungsanordnungen, die für Drehanwendungen geeignet sind, wie beispielsweise for die Lagerung der Spinaohae des Rotors und der Kardanraheenaohsen von Kreiselgeräten oder auf Anwendungen mit Translationsbewegungen wie z.B. zur freien Lagerung von Fahrzeugen bezüglich einer Bahn in Massentransportsystemen.

Magnetische Lagerungen wurden in der Vergangenheit in grofiem Ausmaß für die im wesentlichen reibungsfreie Lagerung und Aufhängung eines beweglichen Tells vorgesohlagen und verwendet, doch wies in den meisten Fällen das gelagerte Teil eine sehr geringe Masse und ein sehr geringes TrMgheltiwwent auf, wit beispielsweise bei der AufhMngung des Rotors eines Wattstunden-Meßinstruments, zur Lagerung sehr leichter hohler sohalenförmiger Kreiselrotoren oder bei der Unterstützung bei der Lagerung von

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schwereren Gegenständen, wie z.B. von flüsslgkeltsdurohströmten Kreiseln.

In letzterer Zeit wurde eine Vielzahl von Untersuchungen durchgeführt, üb eagnetisohe Lagerungen für wesentlich schwerere Gegenstände zu entwickeln. Insbesondere fUr Drehanwendungen, wie z.B. bei Zentrifugen und bei großen Kreiselrotoren» Beispiele für derartige Lagerungen sind in den US-Patents ohr if ten 5 428 571 und 3 473 852 zu finden. Weiterhin wurden verbesserte magnetische Lagerungen der allgemeinen in diesen US-Patentschriften gezeigten Art in einem Bericht von P.A. Stüder in dem NASA Ooddard Space Flight Center Report NASA-TM-X-66111 vom Januar 1972 mit dem Titel "Magnetic Bearings for Spacecraft" beschrieben. Die vorliegende Erfindung stellt eine beträchtliche Verbesserung der in diesem Bericht beschriebenen magnetischen Lagerung dar·

Wenn allgemein für die folgende Diskussion zunächst eine Drehanwendung betraohtet wird, so ist zu erkennen, daß die gesamte Last des gelagerten Teils von den magnetischen Feldern längs schmaler Spalte zwisohen dem gelagerten Teil und dem festen Lagerteil getragen wird. Im Fall einer Wellenlagerung sind diese Spalte symmetrisch an beiden Enden der Welle angeordnet, die die rotierende Hasse trägt. Die Spalte können so angeordnet sein, daS radiale Lasten von dem Ruhe» oder festen FIuB eines Permanentmagneten längs des Spaltes getragen werden und dies kann im folgenden als ein passives Schleifensystem bezeichnet werden, well die sich anziehenden Pole bestrebt sind,, sich so auszurichten, dafl sie die Position minimaler Reluktanz oder maximaler gemeinsamer Energie erreichen und die natürliche Instabilität des Anziehungsflusses in der axialen Richtung wird durch ein Feld mit veränderlichem Magnetfluß überwunden, entweder längs des gleiohen Spaltes oder weiterer unabhängiger Spalte, wobei dieses Feld durch elektromagnetische Einriohtun-

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gen, wie z.B. durch Spulen erzeugt wird, die durch ein «it geschlossener Schleife arbeitendes Servosystem angesteuert werden, das auf die Bewegung (Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Kombinationen hiervon) zwischen des gelagerten und dem festen T_eil anspricht, und das im folgenden als aktive Schleife bezeichnet wird. Bei einigen Anordnungen werden sowohl der radiale Lagerfluß als auch der axiale Lagerfluß längs der gleichen Spalte nur durch Elektromagnete erzeugt, wie dies in der oben erwähnten US-Patentschrift 3 #73 beschrieben ist, während die ebenfalls genannte US-Patentschrift 3 428 371 eine axial passive, radial aktive Anordnung zeigt, die jeweils getrennte Spalte verwendet_β

P»Α. Studer beschreibt in seinem oben erwähnten Bericht eine radial passive, axial aktive Anordnung, bei der der Pereanentmagnetfluß längs kreisförmiger axialer Spalte zwischen zylindrischen Weicheisenteilen geleitet wird, um eine natürliche radiale Steifigkeit hervorzurufen, während die elektromagnetischen Spulen der axialen aktiven Schleife dazu dienen, einen Magnetfluß zu erzeugen, der den Permanentmagnetfluß moduliert. Genauer gesagt, umfaßt diese Anordnung bei Betrachtung lediglich einer Lageranordnung an einem Ende einer Lagerachse oder Welle vier axiale Spalte und drei Magnetflußschleifen, die durch zylindrische Weicheisenteile geführt werden, wobei diese Anordnung dadurch gekennzeichnet ist, daß der aktive oder Modulierende Fluß nicht der Reluktanz des Permanentmagneten entgegenwirken muß, sondern einen bevorzugten Weg mit niedriger Reluktanz durch Weicheisen aufweist. Der Nachteil dieser Anordnung besteht jedooh darin, daß zwei Permanentmagneten für die passive radiale Lagerung und eine gemeinsame Spule für die aktive axiale Lagerung erforderlich 1st und daß bei dieser Anordnung lediglich der Fluß in zwei der vier Spalte moduliert wird, so dafl der Wirkungsgrad verringert wird. Weiterhin ist die radiale Steifigkeit festgelegt oder nicht steuerbar. Weiterhin sind die Spulen und die Magnete nicht auf einem gemeinsamen Element gehaltert;

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eine 1st hierbei auf dem gelagerten Element befestigt während die andere auf dem festen Element oder umgekehrt befestigt 1st» so daß die Masse des gelagerten Elementes erhöht wird,, und/oder Irgendeine Art von Stromzuführungen zum rotierenden Teil erforderlich ist.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete magnetische Lagervorrichtung zur Lagerung eines Teils bezüglich eines anderen Teils« wobei ein Teil gegenüber dem anderen Teil in zumindest ersten und zweiten zueinander senkrechten Translationsbewegungen beweglich ist» umfaßt einen ersten von einem ersten der Teile getragenen magnetisch permeablen Kern und einen zweiten von dem zweiten Teil getragenen magnetisch permeablen Kern, wobei die ersten und zweiten Kerne zusammenwirkende Polstüoke aufweisen und so relativ geformt und nebeneinander angeordnet sind, daß eine Vielzahl von magnetisch permeablen Spalten zwischen diesen gebildet wird, um Magnetfluß-Kraftlinien allgemein parallel zur ersten der Translationsriohtungen zu leiten, elektromagnetische von zumindest einem der Kerne getragene Einrichtungen, die bei Erregung elektromagnetische Flüsse mit veränderlicher Größe und mit entgegengesetzten Polaritäten längs der Spalte erzeugen, und Meßeinrichtungen, die auf die relative Bewegung zwischen den Teilen in der ersten Richtung ansprechen um die elektromagnetische Einrichtung entsprechend einer derartigen Bewegung zu erregen, so daß resultierende Magnetkräfte zwischen den Kern-Pols tu oken in einer derartigen Richtung und Größe erzeugt werden, daß irgendeine Bewegung der Teile in der ersten Richtung auf Null verringert wird.

Wie es weiter oben ausgeführt wurde, stellt die vorliegende Erfindung eine beträchtliche Verbesserung gegen der in dem Berioht von P.A. Studer beschriebenen Anordnung dar, well die erfindungsgemäße Lagervorrichtung insgesamt eine größere konstruktive Flexibilität, einen verbesserten Wirkungsgrad, eine steuerbare sowohl radiale als auch axiale Steifigkeit, die Möglichkeit eines redundanten, bei Ausfall bestimmter Teile

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weiterhin möglichen Betriebsund verringerte Kosten aufweist.

Diese Vorteile werden dadurch erzielt» daß die Magnet-/Spulenanordnung so geändert wird, daß das Vlerspalten/breiflüsse-Sohleifensystem beibehalten wird, daß Jedooh die Magnetflußdlohte für alle vier Spalte elektrisch moduliert wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein einziger Permanentmagnet verwendet« um alle Spalte zu erregen und es sind zusätzliche Elektroaagnetspulen vorgesehen, wobei sowohl der Magnet als auch die Spulen auf einer gemeinsamen mechanischen Anordnung, entweder auf der sich bewegenden Anordnung oder der festen Anordnung befestigt sind. Vorzugsweise sind bei einem mit hoher Geschwindigkeit rotierenden System der Hagnet und die Spulen stationär, um zu vermeiden, daß Ströme zwischen sich relativ zueinander bewegenden Teilen überführt werden müssen und um einen möglichen Bruch auf Grund der begrenzten mechanischen Festigkeit der meisten magnetischen Materialien zu vermelden.

Das andere Teil kann ein erstes Weicheisenteil sein, das im Querschnitt die allgemeine Form eines W mit abgeflachten Unterteilen aufweist, wobei zusammenwirkende relativ feste oder mechanisch gemeinsame zweite und dritte V/eicheisenteile (die beide von dem ersten Teil gebildet werden) zwischen den offenen Armen des W gehaltert sind, so daß drei Magnetflußwege mit vier aufeinanderfolgenden allgemein kollnearen (oder parallelen) Magnetfluß s pal ten G₁* G₂, G- und G^ zur Leitung des Magnetflusses parallel zur Lagerungsachse definiert werden. Das erste Teil kann In Längerlohtung und quer gegenüber den zweiten und dritten Teilen oder umgekehrt beweglich sein. Der Permanentmagnet kann zwisohen den zweiten und dritten Teilen eingeschaltet sein, um einen Ruhe-Magnetfluß In entgegengesetzten Riohtungen (oder mit entgegengesetzter Polarität) durch die Spalte G₁ und G₂ und durch die Spalte 0-, und O^ zu erzeugen. Dieser Ruhe-Magnetfluß dient zur Erzeugung einer Rückstellkraft für

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Irgendeine relative Querbewegung zwisohen dem ersten Teil und den zweiten und dritten Teilen. Weiterhin werden von den zweiten und dritten Teilen jeweils in den beiden Spalten, die durch die Weicheisenteile gebildet werden« zwei Spulen gehaltert (durch die die elektromagnetischen Einrichtungen gebildet werden) die, wenn sie entsprechend der relativen Längsrichtungsbewegung der Teile erregt werden, einen elektromagnetischen Fluß längs aller Spalte 0,, G₂* O, und Qu erzeugen, der den Permanentmagnetflufi derart moduliert, daß die von dem letzteren erzeugte unstabile Längsriohtungskraft Überwunden wird und das bewegliche Teil in einer in Längsrichtung festgelegten Position gehalten wird, d.h. daß der Spaltabstand konstant ist.

In d er bevorzugten Drehlager-Anordnung kann das erste Weich« eisenteil (d.h. das andere Teil) eine durch Drehung des vorstehend erwähnten Querschnittes erzeugte Form aufweisen, wobei die ringförmige abgeflachte Basis des W auf einer zu lagernden Drehwelle gehaltert ist und wobei die zweiten und dritten ring= förmigen Teile den Magneten und die Spulen haltern„ Bei der linearen Sohwebeanordnung kann die Basis des W durch eine oder mehrere langgestreckte "Schienen" gebildet sein, wob&i die zweiten und dritten Teile den Magneten und die Spulen tragen und auf einem Fahrzeug befestigt sind, das magnetisch im Schwebezustand gehalten werden soll.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von In der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbelspielen noch näher erläutert«

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine sohematlsche Darstellung einer ersten Ausführungsform der magnetischen Lagervorrichtung, in der ein Schwungrad oder ein Kreiselrotor gezeigt ist, der durch zwei mit Abstand angeordnete rotierende magnetische Lager gelagert 1st;

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Fig. 2 eine etwas sohenatisohe Qtiersohnlttsansioht einer der magnetischen Lager nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Flg. 3 eine bruohstUokhafte Quersohnittsansicht eines zweiten AusfUhrungebeispiels der magnetischen Lagervorrichtung;

Fig. 4 eine Blocksohaltbllddarstellung der elektronischen Schaltungen des ersten AusfUhrungsbeispielsj

Flg. 5 ein typisches Sohwingfrequenzdiagraianj

Fig. 6 eine schema tische Darstellung eines dritten AusfUhrungsbeispiels;

Fig. 7 eine sohematlsche Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels ·

in Fig. 1 ist eine magnetische Lagervorrichtung dargestellt« bei der zwei magnetische Lageranordnungen 10 und 11 ein Schwung« rad auf einerAchse, wie z.B. einen Kreiselrotor 12* auf einer Achse oder Lagerwelle 12 in einem Fahrzeug 13 lagern, wie beispielsweise einem Luftfahraeug oder Raumfahrzeug, wobei eine Drehung mit hoher Drehzahl um eine Längs- oder Spinaohse X-X erfolgt. Der Motor zum Drehen des Rotors 12* ist nicht dargestellt, um die Darstellung zu vereinfachen. Jede Magnetische Lageranordnung 10, 10' ist eine radial passive, axial aktive Lageranordnung, bei der ringförmig angeordnete Permanentmagnete 14 und 15 aus einem Material mit hoher Energie (wie beispielsweise aus Alnico 9 oder noch besser aus eines der neu entwickelten Materlallen mit seltenen Erden, wie i£. Samarium~Kobalt, das eine Qegenwirkungsperaaeabllitftt von ungefähr 1 für wirkungsvolle Hoohenergie-Magnetschaltungeanwendungen aufweist) einen Ruhe-Magnetfluß Itngs vier axial

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ausgerichteter Spalte 16 zwischen beweglichen und festen Elementen der Lagerung in einem Weioheisen-Magnetkreis liefern, der allgemein bei 17 gezeigt ist und der weiter unten ausführlicher beschrieben wird. Auf diese Weise erzeugt der Magnetfluß längs der axialen Spalte 16 eine Rückstellkraft, die bestrebt ist, die Achse der Welle 12 in Radialrichtung in Übereinstimmung mit der Lageraohse X-X zu halten. Dieser Ruhe« flufl bewirkt daher auf Grund seiner Eigenart, daß sioh die Spalte 16 auf der einen oder anderen Seite sohlleßen, so daß die relativ zueinander beweglichen Teile aneinander festgelegt werden. Um diese von ihrer Natur her unstabile Situation zu stabilisieren, wild ein aktives, mit geschlossenem Regelkreis arbeitendes Servosystem 18 verwendet. Entsprechend wird die Bewegung des beweglichen Teils in einer axialen Richtung beispielsweise durch einen genauen Näherungs-Abnehmer 19 festgestellt, der ein Üblicher Wirbelstrom-Abnehmer sein kann, dessen Signalausgang in GrUSe und Richtung proportional zu jeder Änderung in der Spaltlänge ausgehend von irgendeinem vorgegebenen Wert ist und dleees Signal wird in einer elek~ tronisohen Steuerung 20 verarbeitet und verstärkt und ein proportionaler Strom wird vier elektrischen Spulen 21 zugeführt, um in dem magnetischen Kreis einen elektromagnetischen Fluß zu erzeugen, der den Permanentmagnet-Fluß in einer Weise moduliert, daß irgendeine Änderung in der Spaltlänge sofort gestoppt wird, d.h. daß das Signal von dem Abnehmer 19 auf 0 verringert wird. Um eine automatische Radialkraft-Erhöhung zu erzielen, wird die Drehgeschwindigkeit des Rotors 12* durch eine Tacho»·tereinrichtung 22 festgestellt, deren Ausgang der elektronischen Steuerung 20 für S ehalt zwecke zugeführt wird, wie dies weiter unten noch näher erläutert wird.

In Fig. 2 ist eine der magnetischen Lager 10 oder 11 naoh Flg. 1 sohematlsoh teilweise längsgeschnitten dargestellt, wobei das vollständige Lager eine drehsymmetrisohe Form des

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dargestellten Querschnittes um die Längsachse X-X ist. Die grundlegenden Elemente der Lageranordnung umfassen einen Magnet flußkreis 30 mit drei Sohlelfan und vier Spalten, einen Permanentmagneten 31 und zwei elektrische Spulen 32 und 33. Der Weioheisenkreie umfaßt ein erstes Kernteil 34, das im Querschnitt die Form eines langgestreckten W mit abgeflachtem Boden aufweist und dessen Baaisteil 35 In diesem Ausftthrungsbeispiel auf einerWelle 12 des Rotors 12' gehaltert ist. Der Anker des Rotordrehmotors ist sohematisoh bei 36 angedeutet. Der Basisteil 35 weist einen mittleren Teil 37 und Endteile 38 und 39 auf, die Jeweils in sich in Axialrichtung erstreckenden kurzen Polstüoken 40, 41 bzw. 42 und 43 enden. Sich in Axialrichtung erstreckende zweite und dritte Kernteile 44 und 45 des Weioheisen-Magnetflußkreises sind zwisohen den offenen Enden des W-förmigen ersten Kernteils 34, d.h. zwisohen den PolstUcken 40 und 42 bzw. 41 und 43 angeordnet und jedes dLeser zweiten und dritten Kernteile endet in Polstttoken 46, 47 bzw. 48, 49. Die zweiten und dritten Kernteile 44 und 45 sind mit ringförmigen Flanschen 50 bzw. 51 versehen, zwisohen denen der ringförmige Permanentmagnet 31 angeordnet ist. Dieser Nagnet kann ein einstUokiger zylindrischer Magnet sein, oder er kann eine Anzahl von kleineren Magneten umfassen, die um den Lagerumfang und zwisohen den Flanschen 50, 51 angeordnet sind. Die Kernteile 44, 45, die Flansche 50, 5I und der Magnet 31 sind feststehend auf einer Basiahalterung 52 befestigt. Der Magnet 31 1st in Axialrlohtung in der dargestellten Welse polarisiert, so dafi der RuhefIuB von dem Nordpol, der durch die mit Pfeilen versehenen gestrichelten Linien angedeutet 1st, eine erste Sohlelfe wie folgt durchläuft: Nach links über den Spalt Q₁, nach unten durch den TeD. 38, nach rechts entlang der Basis 35« nach oben durch den Teil 39, nach links über den Spalt Qj, und dann zurück zum Südpol dea Magneten Zusätzlich verläuft der Magnetfluß von dem Nordpol des Magneten 31 durch eine zweite Schleifet Nach rechte über den Spalt Q2» über den Spalt Q- und zurück zum Magnet-Südpol.

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Auf den festen Teilen 44 und 45 sind zwei identische ringförmige Wicklungen aufgebracht, die die Spulen 22 bzw. ^ bilden, die bei Erregung In vorbestlmmter Weise, wie sie weiter unten beschrieben wird, steuerbare Magnetflüsse liefern, dia in der Hauptsaohe durch eine elektromagnetische Sohlelfe oder Sohlelfen schließen, die den Spalt O₁, den Teil 28, die Basis 25, den Teil 27 und den Spalt O₂ bzw. den Spalt G^, den Teil 29* die Basis 25* den Mittelteil 27 und den Spalt G, umfassen. Die mag» netische Lageranordnung naoh Fig. 2 1st in der Analyse ein Drei-Sohleifen-System und ergibt eine passive radiale Lagerung und eine aktive axiale Lagerung und ermöglicht eine Verstärkung der radialen Lagerung, wie dies noch erläutert wird«

Die radiale Rückstellkraft ergibt sich aus der natürlichen Neigung der Pole, die Position mit minimaler Reluktanz oder maximaler gemeinsamer Energie aufzusuchen. Der ringförmige Permanentmagnet 21 bildet einen Ruhefluß längs der zylindrischen Spalte G-, 0„, G, und G. aus, um die erforderliohe radiale Steifigkeit zu liefern. Durch winkelgetreue Übertragung kann gezeigt werden, daß die kritisohe radiale Steifigkeit K in der in Radialrichtung zentrierten Position durch die folgend* Gleichung festgelegt ists

I nr o,

I T» st η β ιι

worin:

η a Gesamtzahl der Ringpaare (die die Spalte definieren), r'a> der mittlere Radius der Ringe,

B_Q => die Flußdichte über die Spalte,

μθ « die Permeabilität in den Spalten ist.

Dieser in Radialrlohtung passive Rückstelleinfluß ist von einer natürlichen Instabilität in Axialrichtung begleitet. In der in Fig. 2 dargestellten Anordnung weist diese axiale

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Instabilität zumindest die doppelte Größe der rüoksteilenden radialen Steifigkeit auf, well lediglich ferromagnetische Materialien beteiligt sind· Entsprechend 1st, wenn Κ_χ die axiale unstabile Steifigkeit und K_r die stabile radiale Steifigkeit 1st:

(2)

Das magnetische Material für den Magneten 31 kann aus einer Anzahl von zur Verfügung stehenden Materialien ausgewählt sein. Dieses Material sollte Jedoch im Hinblick auf die folgenden wünschenswerten Eigenschaften für die größeren Spalte, die mit den magnetischen Lagern verbunden sind, ausgewählt werden: Hohe Energie in dem magnetischen Kreis für einen maximalen Wirkungsgrad (einen Wert für B/H nahe 1), eine hohe B*H-Charakteristik (hohes Energieprodukt) einen hohen Widerstand gegen Entmagnetisierung und keine Notwendigkeit für Magnetanker. Es hat sich herausgestellt, daß Samarium-Kobaltmagnete für die zur Zeit bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung sehr geeignet sind.

Um eine stabile Halterung in Axialriohtung zu erzielen, 1st es erforderlich, sich zeitlich ändernde Magnetfelder zu verwenden. Diese werden von den Spulen 32 und 33* dem Positionswandler (d.h. dem Abnehmer 19) und der elektrischen Steuerung 20 geliefert, die zusammen ein System 18 mit geschlossener Regelsohleife bilden. Diese Rückkopplungesteuerung der StrÖee In den Spulen 32, 33 erzeugt elektromagnetische Fluent in den Spalten Q₁, G₂, G, und G^, die die In diesen Spalten durch den Magneten 31 erzeugten Ruheaagnetflüsse modulieren, so daß Axialkräfte zwischen den festen und rotierenden oder aufgehängten Elementen der Lagerung entwickelt werden können. Allgemein dienen die Spulenströme zur Erhöhung des Flusses in dem sich erweiternden Spalt und zur Verringerung des Flusses in dem sich verengenden Spalt. Diese Magnetflüsse können an-

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hand von Flg. 2 abgeschätzt werden.

Es eel B₀ die Ruhe-Flußdlohte des Magneten 31 über jeden Spalt G-, O₂, G, und Q^ in Richtung der gestrichelten Magnetflußlinien in Fig. 2 und es selAB die Änderung der Magnetflußdiohte über diese Spalte auf Grund der Ströme in den Spulen 32 und 33 in Richtung der mit drei Punkten versehenen gestri~ ohelten Flußlinien In Fig. 2 und es sei A die gesamte wirk·» same PoIflache. Entsprechend sind die modulierten Magnetflußdichten in den Spalten wie folgt:

0₁ Magnetflußdiohte: B_Q +ΔΒ

0₂ Magnetflußdiohte: B_Q -Δβ 0, Magnetflußdiohte: B_Q +Δβ Oj, Magnetflußdichte: B_Q -ΔΒ

Es kann daher gezeigt werden, daß die resultierende Axialkraft F proportional zum folgenden Ausdruck ist:

F_a OCfe [2(B₀.+ ΔΒ)² - 2 (B₀ - ΔΒ)²] (3) oder

^Bo

Diese Kraftbeziehung zeigt (1)« daß, weil ΔΒ proportional zu den Strömen in den Spulen 32, 33 ist, zweiseitig gerichtete Axialkräfte durch Umkehren d er Stromrichtung in den Spulen erzeugt werden können, daß (2) die Kraft pro Ampere direkt pro« portional zur Ruheflußdlohte B₀ 1st, daß (3) der rtiokftthrungsgesteuerte Spulenstrom zu einer Funktion einer Kombination von Meßfühlereingängen gemaoht werden kann, beispielsweise die axiale Position χ des Rotors relativ zur Halterung ausgehend vom Gleichgewichtszustand, die Axialgesohwlndigkeit χ des Rotors gegenüber der Halterung vom Gleichgewichtszustand aus, und die Axialbeschleunigung x* des Rotors gegenüber der Halterung aus-

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-U-

gehend vom Gleichgewichtszustand und der Spalt-Magnetflußdlohte< Daher können die axialen dynamischen Eigenschaften der magnetischen Lagerung nach den Pigg. 1 und 2 in llnearisierter Form durch den allgemeinen Ausdrucks

löf + b£ - K₁₁X - P_a (5)

dargestellt werden, wobei χ die Abweichung des Rotors von der Gleichgewiohtsstellung, M die aufgehängte oder gelagerte Masse» b die natürliche Dämpfung (die extrem klein ist)» K_n die axiale

Ungleichgewichtesteiflgkeit und F_a die äußere axiale Kraft 1st.

Ohne irgendeine Form von Rückkopplung 1st das Inder Gleichung (5) definierte System eindeutig unstabil» Wenn Jedoch eine Kraft auf Grund eines Gegenkopplungsausdruokes von den Spulen 22 und 33 geliefert wird und in geeigneter Weise auf das System nach Gleichung (5) angewandt wird» kann dieses System stabil gemacht werden„ Es sind versohiedene Arten von Rückkopplung möglich, beispielsweise a) Besohleunigungsraten-RUckkopplung und b) Ratenversohiebungs-RUokkopplung. Obwohl beide Arten von Rückkopplung innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegen» verwenden die bevorzugten Ausführungsbeispiele die letztere Art» weil die erstere Art von Rückkopplung dadurch kompliziert wird» daß irgendeine Form eines Anlauf systems benötigt wird. Selbstverständlich besteht ein Vorteil des ersten Systems darin» daß keine Leistungsverluste unter eingeschwungener Belastung entstehen.

Bei der Raten-Versohiebungs-Rüokkopplungsteohnik wird das durch die Gleichung (5) beschriebene System dadurch stabil gemacht» daß ein Rüokkopplungsausdruok F__ zugeführt wird»

βίο

der proportional zur axialen Position und *ur Geschwindigkeit

^Pem

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dabei ist K- die Gesohwindigkeits-Verstä^kungskonstante und Κ« die Verschiebungs-Verstärkungskonstante.

Bei Einführung dieses Rüofckopplungsausdruokes in das durch die Qleiohung (5) dargestellte System ergibt sich:

MX ₊ K_nI₊(K^-S₁₁)X- P_störung (7)

Durch die Gleiohung (7) ist ein System mit einer statischen Steifigkeit van (K₀ - K₁₁) mit einer natürlichen Stabilität für Kj₅ > K₁₁ und mit einem Le is tungs verlust definiert,, d«ho es sind in eingesohwungenem Zustand Ströme unter e Inges (ihwungenen äußeren Lasten erforderlioh«

Auf diese Weise können duroh Steuern der Ströme in den Spulen 32 und 33 nach Fig. 2 entsprechend dem Steuergesetz der Gleichung (7) die Magnetflüsse in den Spalten G₁, G₂* G,,. G^ derart verändert werden, daß die magnetische axiale Aufhängung des Rotors 12* unter dynamischen und statischen Belastungen aufrechterhalten wird, während die passiven radialen Magnetkräfte den Rotor unter radialen Belastungen auf gehängt halten „ Die elektronischen Steuerungen für das axiale Aufhängungssystem sind in schematisoher Form in Flg. 4 gezeigt« Bevor jedoch diese elektronische Steuerung beschrieben wird, soll ein typisches mechanisohes AusfUhrungsbeispiel der Erfindung anhand von Figo beschrieben werden.

Flg. 3 ist eine Darstellung, die halb im Querschnitt und halb in der Draufsicht gezeichnet ist und eines von zwei identisohen magnetischen Lagern zur Lagerung des Rotors eines Kreisels zeigt. Die Haupt-Statorlagerung umfaßt ein ringförmiges Element 60 (oder ein Gehäuse oder ein Rotorgehäuse) aus geeignetem niohtmagnetlsohem Material, wie z.B. Aluminium, das starr an beispielsweise einem Fahrzeug befestigt ist, das durch den

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Kreisel stabilisiert werden soll. Die sich allgemein radial erstreckenden Statorflansohe 50 und 51 naoh Fig. 2, die in Fig. 3 bei 150 und 151 dargestellt sind, sind aus magnetisch penneablem Material wie z.B. Weicheisen hergestellt und sind an dem Gehäuseelement 60 durch (nioht gezeigte) Schrauben befestigt. Zwischen den Flanschen I50 und I5I sind Magnetelemente eingeschichtet, die in Fig. 3 durch eine Anzahl von scheibenförmigen Magneten 121 dargestellt sind, die u» den Umfang der Flansche herum verteilt und zwisohen diesen alt Hilfe geeigneter Einrichtungen, wie z.B. Schrauben 61 befestigt sind. Beispielsweise sind acht derartiger scheibenförmiger Magneten für die dargestellte Anordnung und die Größe des gelagerten Rotors 112* ausreichend ο Die Magnete bestehen vorzugsweise aus Samarium-Kobalt und sind in Axialdichtung polarisiert. Selbstverständlich kann ein einzelner axial polarisierter Ringmagnet verwendet werden. Außerdem kennen zusätzliche Magnete verwendet werden beispielsweise an den tufteren Oberflächen der Flansche 150, 151 und diese Magnete sind so axial polarisiert, daß der von den Magneten IJl in den Flanschen erzeugte Magnetfluß vergrößert wird. Wie dies in Flg. 2 dargestellt ist, sind die ringförmigen Flansche 150 und 151 an ihrem inneren Umfang erweitert um zwei sich in Axialriohtung erstreckende zylindrische Kernteile 144 und 145 zu bilden, die an ihren jeweiligen Enden in FolstUoken 146, 147 bzw. 148 und 149 enden. An den inneren Umfangen der zylindrischen Kern teil 144 und 145 sind elektrische Spulen 122 und TO starr beispielsweise durch Epoxy-Klebemittel befestigt und die Leitungen dieser Spulen erstrecken sioh durch geeignete Löcher* die durch die Kernteile gebohrt sind· Entsprechend sind die Magnete und die Spulen alle auf einer festen Halterung befestigt.

Der Rotor 112* ist auf einer Welle 112 gehaltert, die außer, dem die zusammenwirkenden magnetisch permeablen Kernelemente der magnetischen Lagerung trägt. In Fig. 2 sind diese zusamnen-

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wirkenden Kernelenente schema tisch als ein elnstUcklges Kern» teil 34 dargestellt, während In Flg. 3 dieses Kernteil aus drei mit öffnungen versehenen flansohförmlgen Elementen 62, 63 und 64 besteht« die aus geeignetem magnetisch permeablem Material wie z.B. Weicheisen hergestellt sind. Das mittlere Kernelement 63 umfaßt eine langgestreckte Nabe 65« die auf der Rotorwelle 112 gehaltert ist und einen mittleren kreisringförmigen sich In Radialriohtung erstreckenden sich verjüngenden Flansch 66 aufweist, der an seinem Umfang in einem kurzen sich in Axialrichtung erstreckenden zylindrischen Teil 67 endet, dessen Enden zwei Polstüoke 140 und l4l bilden, die den PolstUcken 40 und 41 nach Flg. 2 entsprechen. Die Kernelemente 62 und 64 sind identisch, jedoch spiegelbildlich angeordnet und umfassen langgestreckte Naben 68, 69, die auf der Welle 112 gelagert sind und mit ringförmigen Endflanschen 70 und 71 versehen sind, die an ihrem Umfang In kurzen sich in Axialrichtung erstreckenden zylindrischen Teilen enden, deren Innere Enden PolstUcke 142 bzw. 143 definieren, die den PolstUcken 42 und 4j nach Fig. 2 entsprechen. Die Elemente 62, 63 und 64 werden auf der Welle 112 zusammen« gesetzt und werden an ihrem Platz mit Hilfe einer Schulter und einer Kiemmutter 73 fest befestigt. Die Kernelemente 62, 63 und 64 bilden zusammen im zusammengesetzten Zustand im Querschnitt das langgestreckte eine W-förmige Form mit abgeflachten unteren Enden aufweisende erste Kernteil des magnetischen Lagers. Die zweiten und dritten zwischen den offenen Armen des W liegenden Kernteile sind selbstverständlich die mit Flanschen versehenen Teile 144 und 145. In dem bevorzugten AusfUhrungsbeisplel sind die zweiten und dritten Kernteile feststehend und das erste Kernteil befindet sich auf dem drehbar gelagerten Teil.

Um die radiale Steifigkeit des magnetischen Lagers beträchtlich zu vergrößern, ist jede der kreisförmigen PolstUckstlrnflJtohen beispielsweise durch geeignete spanabhebende Formung

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mit entgegengesetzten konzentrischen Ringen ausgebildet, wie dies typisch bei 75 in Fig· 3 gezeigt ist. Obwohl zwei derartige Ringe für Jede Polfläohe dargestellt sind» ist es verständlich, daß eine größere Anzahl derartiger Nagnetfluß-Konzentrierungsringe verwendet werden können.

Es ist eine passive radiale Dämpfung der rotierenden Anordnung vorgesehen. Es besteht eine nur sehr geringe und üblicherweise unzureichende natürliche radiale Dämpfung, die sich aus dem Ruhe-Nagnetfluß längs der Spalte G₁, Q₂, Gt, und O^ ergibt und dlese Dämpfung muß erhöht werden, um Schwingungeresonanzaraplituden zu verringern und um wünschenswerte dynamische Operations· eigenschaften zu erzielen, Insbesondere Jn Umgebungen wie sie bei Kreiselstabilisierungsanwendungen auftreten. Diese passive radiale Dämpfung wird durch Einlegen geschlossener Sohlelfen 76, 77 typischerweise aus starkem Kupferdraht in die Nuten der Polflächen erzielt, die durch die Polfläohenringe 75 gebildet slnd, wodurch bei einer relativen radialen Bewegung zwischen den Polflächen Wirbelströme in der Kupferdrahtsohlelfe erzeugt werden und diese Ströme wirken mit dem Spaltfluß zusammen, um radiale Kräfte zu erzeugen, die einer derartigen Bewegung entgegenwirken und damit diese Bewegungen dämpfen. Diese Dämpfung ist sehr wirksam und hoch wirkungsvoll und wird ohne jede Dimensionsänderung in dem magnetischen Kreis erreicht.

An dem Teil 60 1st eine Endplatte 80 mit Hilfe von Schrauben 8l befestigt. Diese Platte kann als "Lande- oder Anlageplatte" aus noch zu erläuternden Gründen bezeichnet werden. Bei vJäen Anwendungen von magnetischen Lagern Insbesondere bei Kreiselanwendungen ist es sehr wichtig, eine mechanische Not-Lagereinrichtung für den Fall eines Ausfalls der Magnetischen Lager oder im Fall von schweren Stoßbelastungen vorzusehen, die auf das magnetisch gelagerte Teil einwirken· Wie es in Fig. 3 gezeigt 1st, weist die Anlageplatte 80 eine zentrale axiale

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Bohrung 82 auf, die konzentrisch zur Drehachse X-X des Rotors 112' und der Welle 112 angeordnet ist. Eine Verlängerung 83 der Welle 112 trägt eine Doppel-Kugellageranordnung 84» deren innerer Lagerring an der Verlängerung 85 mit Hilfe einerMutter 85 festgeschraubt ist. Die axiale Bohrung 82 weist einen Durchmesser auf» der größer als der Außendurchmesser des äußeren Lagerringes ist« so daß ein radialer Abstand oder ein radiales Spiel 86 geschaffen wird« damit sich keine mechanische Berührung zwischen dem Kugellagerlaufring und der Bohrung 82 der Anlageplatte während der normalen magnetischen Lagerung ergibt. Weiterhin schließt die Platte 8O eine Schulter 87 am Mußeren Ende der Bohrung 82 ein, die einen axialen Anschlag für den'äußeren Lagerring bildet. Die axiale Länge der Bohrung 82 bis zur Schulter 87 1st jedoch derart« daß ein Spalt oder ein Spiel 88 vorhanden 1st« das eine berührungs= freie Axialbewegung der Welle während der normalen magnetischen Lagerung ergibt. Wenn daher die magnetische Lagerung aus irgendeinem Grunde ausfällt« wird die rotierende Masse durch die üblichen Doppel-Kugellager gelagert. Es ist zu erkennan, daß die Notlager an dem rotierenden Element oder Teil bei dam dargestellten Ausführungsbeispiel befestigt sind. Diese Anordnung stellt sicher« daß die Drehaohse des Rotors bei einam Ausfal? der magnetischen Lagerung umgeändert bleibt« obwohl die Ausrichtung der Drehaohse sich mit einer radialen Versetzung zum Anlagezeitpunkt ändert. Dies ist bei Raumfahrzeug-Stabilisierungssystemen wünschenswert« um Rotor-Raumfahrzeug-Wechselwirkungen beim Zur-Anlage-Kommen der mechanischen Notlagerung und während der Zeltperiode zu verringern« die erforderlich ist« um redundante elektronische Steuerungen für die magnetische Lagerung zu aktivieren« die bei derartigen Anwendungen normalerweise vorgesehen sind. Es ist selbstverständlich möglioh« den äußeren Laufring des Notlagers stationär zu halten« wobei das Spiel zwischen dem Durohmesser des inneren Laufringes und der Welle 112 vorgesehen ist.

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Weiterhin 1st auf der Anlageplatte 80 ein axialer Positionswandler 119 gehaltert, der dem Abnehmer 19 naoh Flg. 1 entspricht. Dieser Wandler 119 kann ein Wirbelstrom-Wandler zur Abstandsmessung von üblicher Form sein, der als Abstandsmesser bezeichnet werden kann. Der Wandler 119 kann an einem Ar« 89 befestigt Se¹In₄ der von der Platte 80 vorspringt und so angeordnet ist, dafi der Wandler mit dem Ende der Verlängerung 8j5 der Welle zusammenwirkt, um ein elektrisches Signal zu liefern« das zur axialen Bewegung der Welle 112 proportional 1st· Entsprechend ist das Wandlersignal proportional zu Änderungen der axialen Länge der magnetischen Lagerspalte und dieses Signal wird sur Steuerung der Ströme in den Spulen 132 und 133 in der vorstehend beschriebenen und nachfolgend noch näher erläuterten Weise verwendet. Es 1st selbstverständlich, daß der Wandler 119 an irgendeiner geeigneten Stelle an der stationären Anordnung so befestigt sein kann, daß er mit der bewegliqhen Anordnung zusauaenwlrken kann und ein Signal liefern kann, das proportional zu axialen Relativbewegungen zwischen den Polen der magnetischen Lagerspalte 1st.

In Flg. 4 ist schematlsoh ein geeignetes elektronisches System zur Steuerung der axialen Position des Rotors durch Lieferung von Steuerströmen an die Spulen 32 und 33 gezeigt, wodurch die Rotorposition unter störenden oder äußeren Axialbelastungen im wesentlichen unverändert bleibt, wie dies in der vorstehend angegebenen System-Steuergleichung (7) definiert ist. Wie es weiter oben bereits erwähnt wurde, sind die wesentlichen Bauteile hierfür der Positionsmeßfühler in Form des Abnehmers 19,der bei der vorliegenden Ausführungsforaa ein linearer Positionsmeßfühler ist, ein Signalformer-Netzwerkabsohnltt 90 und ein Leistungsverstärkerabsohnitt 91* Das Positlonslgnal von dem Abnehmer 19 wird Über übliche Kompensationsnetzwerke 92 verarbeitet, um Irgendwelche hochfrequenten Störkosponenten auf Grund der Rotordrehung sowie irgendwelche Olelohspannungsyersohiebungen zu beseitigen, wobei diese Schaltungen übliche

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Stur- und Raueohfliter und Integrierende Netzwerke einschließen. Das Positionssignal wird dann Gesohwlndigkeits- und Verschiebungen kanälen 93 bzw. 94 zugeführt. Zweokmäßigerweise kannein Verstärkungssteuernetzwerk 95 verwendet werden, das auf die Betriebsleistungs-Einsohalt- bzw. Aussohaltvorgänge anspricht« umdie Verstärkung langsam auf volle Verstärkung beim Elnsohalten der Betriebsleistung zu erhöhen, um ein langsames "Abheben" zu erzielen, und umgekehrt für ein langsames "Landen". Der Versohiebungskanal schließt einen Operationsverstärker 96 ein, der so angeschaltet ist, daß er das Signal des Abstandsmeßfühlers und ein veränderliches Vorspannungs- oder Zentriersignal von einer Quelle 97 empfängt, wobei diese Quelle 97 eine Einrichtung zur Einstellung des Nullpunktes für das axiale Positionlersystem darstellt. Die Verschiebungs-Verstärkung Κ~ wird mit Hilfe einer Ubllohen Operationsverstärker-Rückkopplung eingestellt, die über ein Potentiometer 98 eingestellt wird. Der Gesohwlndigkeitsausdruok, der in der Steuergesetz-Gleichung benötigt wird, wird dadurch gewonnen, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Signals des AnnäherungsmeßfUhlers festgestellt wird. Dies wird mit Hilfe eines Kondensators 99 durchgeführt, der eingeschwungene Komponenten des Signals des AnnäherungsmeßfUhlers absperrt und lediglich die sich ändernden Komponenten weiterleitet. Der Geschwindigkeitsausdruck wird einem Operationsverstärker 100 zugeführt, dessen Verstärkung K_R durch ein RUckkopplungspotentlometer 110 eingestellt wird, das um den Operationsverstärker 100 angeschaltet ist. Die Versohiebungs- und GesohwindigkeltsausdrUoke werden an den Eingängen von zwei identischen Leistungsverstärkern 102 und 103 kombiniert, deren Ausgänge die Steuerströme sind, die den Spulen 32 bzw. 33 zugeführt werden. Damit die den Strömen 32, 33 züge führ ten Ströme genau den von den Eingängen der Leistungsverstärker geforderten entsprechen, wird der Strom duroh die Spulen durch zwei Widerstände 104, 105 ermittelt und an die Jeweiligen Verstärkereingänge in üblicher Weise zurückgeführt. Eine gleiche elektronische Steuerung 106 kann für das magnetische Lager am entgegengesetzten Ende der Rotor-Halterungswelle 112 vorgesehen sein. Die beiden magnetischen Lager an jedem Ende der gemeinsamen Lagerwelle 112 sind in idealer

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Weise zur Schaffung eines doppelten redundanten eine Auefallbetriebsweise ermöglichenden Systeme geeignet. Eine Anzahl von Anordnungen ist möglich·

Die magnetische Lageranordnung kann so gesteuert werden, daß sie eine aktive radiale Steifigkeitserhöhung liefert. Eine Anwendung dieses Merkmals ist in den Pigg. 4 und 5 gezeigt. Während des Anlaufens und Auslaufens des Rotors 12* können mechanische und elektrische Anomalien mechanische Resonanzen bei verschiedenen Spinfrequenzen hervorrufen und diese Resonanzen können Schwingungen mit großer Amplitude hervorrufen, die bewirken können, daß die Welle 112 an den Notlagern zur Anlage kommt und möglicherweise ein Brinellieren, Anfressen usw. oder andere mechanische Schäden hervorruft» ganz abgesehen von der Erhöhung der Leistung, die zum Anlaufen d es Rotors erforderlich ist. Es ist möglich, diese Spin-Resonanzfrequenzen in irgendeinem speziellen rotierenden System vorher zu bestimmen und ihre unerwünschten Xonsequenzen durch Steuerung der radialen Steifigkeit der magnetischen Lagerung während des Anlaufens zu verhindern.

Unter Bezugnahme auf Fig. j> eei daran erinnert, daß wenn das gelagerte Teil beispielsweise nach links bewegt wird, das Signal des Annäherungsmeßfühlers und das elektronische System den Ruhe-Magnetfluß derart modulieren, daß der resultierende Fluß in den Spalten G. und G, vergrößert wird, während der resultierende Fluß in den Spalten O₂ ^xma °4 verringert wird, so daß sich eine resultierende Kraft nach rechts ergibt, die bestrebt ist, das gelagerte Teiljzu zentrieren und das Signal des «Anäherungs· meßfUhlers auf 0 zu verringern. Es sei hierbei auf die entgegengesetzt verlaufenden mit drei Punkten versehenen gestrichelten Magnetflußlinien nach Fig. 2 hingewiesen, die durch die entgegengesetzt fließenden Steuerströme in den Spulen 32, 33 hervorgerufen werden. Diese gleiche magnetische Anordnung und das

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gleiche elektronische System kann außerdem zur Modulation des Magnetflusses in den Spalten derart verwendet werden, daß der resultierende FIuB In den Spalten nicht differentiell vergrößert wird, wodurch die radiale Steifigkeit vergrößert wird. Dieser die radiale Steifigkeit erhöhende Magnetfluß 1st durch die mit einzelnen Funkten versehenen gestrichelten Flußlinien in Fig. gezeigt. Es sei bemerkt« daß der Strom in den Spulen 32, 33 in den gleichen Richtungen durch die Spulen fließen muß, damit elektromagnetische Flüsse erzeugt werden, die in der gleichen Richtung über alle Spalte fließen. Es seien die Magnetflüsse in den Spalten O₁, G₂* O, und G^ betrachtet; die Ruhe-Magnetflußdichte ist B₀ und die elektromagnetische Erhöhungs-Magnetflußdichte ΔΒ 1st derart, daß die Spalt-Magnet flußdichten folgende sind:

O₁ - B₀ + ΔΒ

ο₂-β_ο-Δβ

0,»B₀- ΔΒ
O₄ - B₀ + ΔΒ

Wie in Gleichung (3) 1st jedoch:

K™* OC -Ar Γ2 (B_n + AB)² + 2 (Β_Λ raug jUO L. 0 0

oder

^Kraug ⁰^ Al· i*n + ^B²] (9)

was eine resultierende Vergrößerung der radialen Steifigkeit zeigt.

In Fig. 4 wird ein vorher bestimmter fester Erhöhungs-Strom den Spulen 32, 33 zugeführt» wenn die Betriebsleistung des Systems eingeschaltet ist. Dieser Strom wird positiven und negativen Le is tungs Versorgungen 110 entnommen, wobei die negative Leistungsversorgung mit der Spule 32 und dem Verstärker

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102 und die positive Le ie tungs Versorgung mit der Spul« 55 und dem Verstärker 105 verbunden 1st und diese Polarität ergibt die richtige Stroariohtung In den Spulen verglichen mit den axialen Stablllslerungestränen. Wie es welter oben ausgeführt wurde, kennen die von der Rotordrehzahl abhangigen Resonanzen durch die Konstruktion bestirnt werden und sie werden so festgelegt, daß sie bei Rotordrehzahlen weit unterhalb der normalen Betriebe-Rotordrehzahlen auftreten. Eine typische Resonanzkurve 1st In Flg. 5 geselgt und 88 1st zu erkennen« daß ein Spitzenwert bei einer Rotordrehzahl «_A liegt, wlhrend 6>_s die Betrlebsnenndrehzahl darstellt. Well Jedoch die radialen SteiflgkeiteerhBhungsetröme beim Einsahalten (oder bei irgendeiner Rotordrehzahl unterhalb von ω_Α mit Hilfe von geeigneten Drehzahl-Schwellwertdetektorelnrlohtungen, wenn dies erwünscht 1st) geliefert werden, versohlebt die Änderung der radialen Steifigkeit effektiv die Reeonanzepitze zu einer höheren Frequenz ω_β jenseits der Nennbetriebefrequenz. Daher wird wahrend des Anlaufens die Resonanzspltze ω^ vermieden, so daß, wenn U)_Q erreicht 1st, die Betriebsleistung für die radiale Steifigkeitserhöhung abgeschaltet und der Nennbetrieb eingeleitet werden kann. Die Taohometerelnriohtung 22 wird verwendet, um die Drehzahl der Welle 12 festzustellen und der Ausgang dieser Taohometerelnriohtung wird eine» Schwellwertdetektor 111 zugeführt, der so eingestellt wurde, daß er ein Signal abgibt wenn die Rotordrehzahl den Wert ω. erreicht (oder beinahe erreicht). Wenn der Sofawellwert erreicht ist, liefert der Detektor 111 einen Ausgang an zwei Transistorschalter 112, 115, die die Erhöhungs-Betriebsleietung gegen Erde kurzschließen. Selbstverständlich können viele alter* native Schalteranordnungen verwendet werden, um die die radiale Steifigkeit erhöhende Betriebsleistung zu entfernen. Beispielsweise ist es möglich, diese die radiale Steifigkeit erhöhende Betriebsleistung auf einer Zeltbasis abzuschalten, d.h. nach einer bestimmten bekannten Zeltperlode, die für das Anlaufen

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des Rotors erforderlich ist. Weiterhin ist es möglich,, wenn eine Anzahl von bekannten Resonanzen auftritt, diese Erhöhungs-Betriebsleistung gerade vor den Drehzahlen, bei denen die Resonanzen nioht mehr zulässig sind, einzuschalten und unmittelbar danach wieder abzuschalten. Weiterhin 1st es möglich, effektiv die Resonanzen festzustellen, beispielsweise durch Verwendung eines radialen Annäherungsmeßfühlers, der dem axialen Abnehmer 19 ähnlich ist, sowie von hierauf ansprechenden Frequenzdetektorschaltungen, die dem Detektor 111 ähnlich sind, wobei der Ausgang dieses Detektors zum Schalten der Erhöhungs-Betriebs« leistung verwendet wird, so daß die Resonanzspitzen vermieden werden.

In Fig. 6 1st eine alternative AusfUhrungsform dargestellt, die anwendbar ist, wenn große radiale und axiale auftreten* Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei sechs Spalte und drei Spulen vorgesehen und es dürfte klar sein wie die Magnet» oder Ruheströme in den Spalten fließen, um eine vergrößerte radiale Steifigkeit zu erzielen und wie die elektromagnetischen, von den drei Spulen gelieferten FIf ta se zur Modulation der Ruheflüsse dienen, um die vergröß<3r be axiale Steifigkeit zu liefern, ohne daß nähere Einzelheiten h^aohnä^h werden müssen„ Allgemein ist die Analyse eine elnfeciv-j Ausdehnung des Dreischleifen-Magnetkreises mit zwei Spulen auf einen (2n + 1)-Schleifen-Magnetkreis mit (n+ 1)«Spulen,

In Fig. 7 1st ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt;, das für Schwebefahrzeuge von beispielsweise SchnelltoansporS-systemen anwendbar 1st. Wie dies schematisch dargestellt ist. stellen die am Boden abgeflachten W»förmigen (oder E-förttl&en) magnetisch permeablen Kernteile 120, 121, die dem L lament y\ nach Fig. 2 entsprechen, mit kontinuierlichem Abs tend angeordnete "Schienen" <iar und eine Vielzahl von damit zusammenwirkenden Ankern 12;.!, 12? und 124, I25, die den Elementen 44,

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51 bzw ο 45« 52 naoh Flg. 2 entsprechen, sind auf den Selten eines Transportwagens 126 befestigt· Ein Magnet (oder Magnete) 127 und Spulen 128« 129, die dem Magnet 31 und den Spulen 32, 33 naoh Fig. 2 entsprechen, liefern die Erregung des Lagersystems. Der bei 130 gezeigte Annäherungsmeßfühler entspricht dem Abnehmer 19 naoh FIg · 1 und dient zur Steuerung eines elektronischen Systems, das von dem Fahrzeug 126 getragen wird und das andererseits die Ströme In den Spulen 128, 129 steuert, um das Fahrzeug gegen die Wirkung der Sohwerkraft zu lagern, während die von den Magneten 127 gelieferte Ruhe-Magnetkraft das Fahrzeug gegen seltllohe Bewegungen In seiner Stellung hält. Noträder I31, 132 können für den gleichen Zweok vorgesehen sein,, wie die Notlagerung naoh Flg. 3»

Die magnetische Lagervorrichtung der beschriebenen Ausführungsbe!spiele ergibt beträohtliohe Vorteile gegenüber der anfangs beschriebenen bekannten Technik. Bei der rotierenden Anordnung« die normalerweise zwei magnetische Lager, jeweils eines an einem Ende der gelagerten WeSe einschließt, ergibt die Doppelspulen» anordnung beispielsweise einen Zweikanal-Fehlerausfallbetrieb; d.h. ein Ausfall eines einzelnen Kanals bewirkt kein Auflaufen der magnetischen Lagerung. Außerdem kann bei der beschriebenen magnetischen Anordnimg durch Umkehrung der Richtung des einer der Windungen der Doppelwindungen zugeführten Stromes die Translations- oder Radial-Rttokstellkraft des Magneten erhöht werden, wodurch auf Orund der Feder charakteristik der magnetischen RUokstellkraft Resonanzschwingungen, die bei vorgegebenen Drehzahlen während des Anlaufens und Auslaufens des rotierenden Elementes unterdrückt werden können. Dies wird durch Einleiten gleicher und entgegengesetzter Ströme In die beiden Windungen erreicht, wodurch die radiale Rückstellkraft oder Steifigkeit vergrößert wird. Daher können durch geeignetes Umschalten vom Zustand erhöhter Steifigkeit zur normalen Steifigkeit während des Anlaufens und Auslaufens entweder manuell oder automatisch als Funktion der Rotordrehzahl (oder einer beginnenden Resonanz) alle Resonanzdrehzahlen wirksam

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werden
umgangen fond treten nicht tatsächlich auf·

Ein weiteres Merkmal 1st die Schaffung einer radialen oder Translatlone-Steifigkeitsdämpfung. Es war bekannt, diese Steifigkeit dadurch zu vergrößern, daß eine Anzahl von Stegen und Nuten an den PolstUokflachen vorgesehen wurde, doh. daß Flußkonzentrationseinrichtungen vorgesehen waren» Bei der rotierenden Anwendung der vorliegenden Erfindung (und ebenso selbstverständlich bei der linearen Sohwebeanwendung) sind konzentrische Nuten in die Polflächen eingearbeitet» um eine Vielzahl von konzentrischen Ringen zu bilden_β Von seiner Natur her liefert jedoch der Ruhe-Magnetfluß nur eine sehr geringe mechanische Dämpfung In der Radialriohtung, und zwar auf Grund der elektromagnetischen Verluste lh dem Polstückmater IaI < Diese natürliche Dämpfung ist üblicherweise nicht ausreichend und muß erhöht werden, um Sohwingungsresonanzamplitmden auarri chend zu verringern und um wünschenswerte dynamische Betriebseigenschaften zu erzielen. Es 1st in der Technik d«r Magnetischen Lager bekannt, feste kreisrunde Kupferplatten bsnaoh=· bart zu ebenen kreisförmigen Magnetpolen vorzusehen* um elna Wirbelstromdämpfung bei einer Bewegung des Magneten seitlich über die Platte zu erzeugen. Diese Anordnung 1st Jedoch nicht wirkungsvoll, weil der magnetische Kreis nicht geschlossen ist und weil Insbesondere Flußänderungen lediglich am Umfang der von der Magnetkraft freigegebenen Kupferscheibe auftrittο Die beschriebene Lagervorrichtung ist in dieser Hinsicht wirkungsvoller und weist einen hohen Wirkungsgrad auf und 1st mechanisch ohne zusätzliche Änderungen der Geaamtabmessungen ausführbar· Bei der beschriebenen Lagervorrichtung werden einfach relativ starke Kupferdrantsohleifen in die Nuten der PoIflachen eingelegt und an ihrem Platz befestigt, Durch diese neuartige Anordnung werden die gleichen magnetischen Spaltfelder für die Lagerung und für die Dämpfung verwendet und die Dämpfung ist auf Grund der Anzahl der U&n Fluß konzentrierenden Ringe und geschlossenen magn<?ti3oh>n Pfade sehr wirkungsvoll.

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Einige der hauptsächlichen Vorteile und Merkmale der AusfUhrungsformen der beschriebenen magnetischen Lagervorriohtung können wie folgt zusammengefaßt werden:

Sowohl die Magnete als auch die Spulen sind auf einer stationären Anordnung befestigt.

Die die axiale Stabilität hervorrufenden Spulenstörme wirken der Reluktanz des Magneten nioht entgegen, sondern lediglich den Reluktanzen des Luftspaltes.

Die erzielbare axiale Steifigkeit ist proportional zum Ruhe» Vorspannungsfeld und ermöglicht daher eine hohe Verstärkung bei niedrigen Lelstungspegeln«

Bine elektrische Erhöhung der radialen Steifigkeit ist In das System ist eine Wirbelstromdämpfung, eingefügt»

Patentansprüche r

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Claims

Patentansprüche :

1. Magnetische Lagervorrichtung zur Lagerung eines Teils relativ zu einem anderen Teil« wobei das eine Teil relativ zum anderen Teil In zumindest ersten und zweiten zueinander senkrechten Translatlonsrlohtungen beweglich 1st« gekennzeichnet durch einen ersten magnetisch permeablen Kern (34), der von einem ersten der Teile (12, 13) gehaltert 1st, einen zweiten magnetisch permeablen Kern (44, 45), der von einem zweiten der Teile getragen wird, wobei die ersten und zweiten Kerne (30; 44, 45) zusammenwirkende Polstüoke (40, 4l, 42, 43, 46, 47* 48, 49) aufweisen und so relativ geformt und nebeneinander angeordnet sind, daß sie eine Anzahl von magnetisch permeablen Spalten (Q-, O₂, Ο·,* Gjj.) zwisohen sich bilden, die Magnetfluß-Kraftlinien allgemein parallel zur ersten der Translations» richtungen führen können, elektromagnetische Einrichtungen (32, 33)» die von zumindest einem der Kerne (30; 44, 45) gehaltert sind und bei Erregung elektromagnetische FlUs3β mit veränderlicher Größe und entgegengesetzten Polaritäten über den Spalten (G₁, G₂* G., G^) erzeugen und Meßeinrich=· tungen (19), die auf die relative Bewegung zwischen den Teilen (12, 13) in der ersten Richtung ansprechen, um die elektromagnetischen Einrichtungen (32, 33) entsprechend dieser Bewegung zu erregen, wodurch resultierende Magnetkräfte zwischen den Kern-PolstUoken (40, 4l, 42, 43, 46, 47* 48, 49) mit derartiger Richtung und Größe erzeugt werden, daß irgendeine Bewegung der Teile (12, 13) in der ersten Richtung auf 0 verringert wird.

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2. Magnetische Lagervorrichtung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Einrichtungen (32, 33) Magnetkräfte zwisohen den Teilen (12, 13) erzeugen, die der Bewegung der Teile (12, 13) in der zweiten Riohtung entgegenwirken.

3· Magnetische Lagervorrichtung naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Modlfikationselnriohtungen (111, 112, 113) zur Modifikation der Erregung der elektromagnetischen Einrichtungen (32, 33) gleichzeitig und in gleicher Welse vorgesehen sind, um die gesamten elektromagnetischen Flußkomponenten längs der Spalte (O₁, Q₂, Qy Gj^) zu vergrößern, so daß die Gegenwirkung gegen die Relativbewegung der Teile (12, 13) in der zweiten der Verschiebungsriohtungen erhöht wird«

4. Magnetische Lagervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Modifikationseinrlohtungen (111, 112, II3) auf eine vorgegebene Relativbewegung der Teile (12, 13) in der zweiten der Translations« richtungen ansprechende Einrichtungen (22, 111) einschließen<.

5ο Magnetische Lagervorrichtung naoh Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teil (13) fest ist und eine Drehachse (X-X) definiert, daß das andere Teil (12) um die Drehaohse (X-X) drehbar ist, daß die erste Translatlonsrlohtung parallel zur Aohse Hegt, während die zweite Translationsriohtung radial zur Aohse verläuft, daß die Modifikationseinrlohtungen (111, 112, 113) Einrichtungen (111) einschließen, die auf eine vorgegebene Drehzahl des zweiten Teils (12) um die Aohse (X-X) ansprechen, um die Erregung der elektromagnetischen Einrichtungen (32, 33) zu steuern, damit die Gegenwirkung gegen die Radialbewegung zwischen den Teilen (12, 13) erhöht wird.

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6. Magnetische Lagervorrichtung zur Lagerung eines Teils bezüglich eines anderen Teils, wobei das eine Teil bezüglich des anderen Teils in zumindest ersten und zweiten zueinander senkrechten Translationsriohtungen beweglioh ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen ersten von einem ersten der Teile (12» 13) gehalterten magnetisch permeablen Kern (34) und einen zweiten von dem zweiten der Teile (12, 13) gehalterten magnetisch permeablen Kern (44, 45) umfaßt, daß die ersten'und zweiten Kerne (34;, 44, 45) zusammenwirkende Polstüoke (40, 41 „ 42, 43, 46, 47, 48, 49) aufweisen und relativ zueinander so geformt und nebeneinander angeordnet sind, daß zumindest vier aufeinanderfolgende magnetisch permeable Spalte (G₁, Op, G-., Gj.) zwischen den Kernen gebildet sind« die Nagnet« fluß-Kraftllnien allgemein parallel zur ersten der Translationsriohtungen führen, daß ein Permanentmagnet (31) von einem der Kerne (44, 45) getragen wird, um einen kon« stanten magnetischen Fluß mit einer Polarität über die ersten und vierten Spalte (G₁, G^) und mit entgegengesetzter Polarität längs der zweiten und dritten Spalte (Gg* υ,) zu erzeugen, so daß die resultierende zwischen den KernpolstUoken wirkende Magnetkraft der Relativbewegung der Teile (12, 13) in der zweiten der Translationsbewegungen entgegenwirkt und gleichzeitig eine unstabile Relativbewegung der Teile (12, 13) in der ersten der Translationsriohtungen hervorruft, daß zumindest zwei elektromagnetische Einrichtungen (32, 33) außerdem von dem einen Kern (44, 45) auf genommen sind und bei Erregung Elektromagnet flüs se mit veränderlicher Größe und mit der einen oder der anderen Polarität über den ersten und zweiten Spalt (G₁, G₂) und gleichzeitig mit entgegengesetzter Polarität über den dritten und vierten Spalt (G,* G^) erzeugen, und daß auf die Relativbewegung zwischen den Teilen (12, 13) in der ersten Richtung ansprechende Meßeinrichtungen (19) zur Erregung der elektromagnetischen

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Einrichtungen (32, 33) entsprechend dieser Bewegung vorgesehen sind j so daß resultierende Magnetkräfte zwischen den Kern-Polstüoken (40, 41, 42, 43, 46, 47, 48, 49) mit einer derartigen Richtung und QrUBe erzeugt werden, daß die Bewegung in der ersten Richtung auf 0 verringert wird und daß die Teile (12, 13) in der ersten Riohtung stabilisiert werden.

a Magnetlsohe Lagervorrichtung naoh Anspruoh 6, daduroh gekennzeichnet , daß der andere Kern (34) einen Basisteil (35) und zumindest drei mit Abstand angeordnete Wandteile (37* 38, 39) umfaßt, die sloh von dem Basisteil aus erstrecken und zumindest vier der Polstücke (40, 41, 42, 43) an Ihren Enden aufweisen, daß der eine Kern zumindest zwei Teile (44 bzw. 45) umfaßt χ, die In die zwischen den Wandteilen (37, 38, 39) gebildeten Zwischen· räume vorspringen und jeweils weitere Polstüoke (46, 47, 48, 49) an ihren Enden tragen und daß auf diese Weise vier aufeinanderfolgende Spalte (Q₁, Qg, Qy Q^) gebildet werden.

Bo Magnetische Lagervorrlohtung naoh Anspruoh 7, daduroh gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (31) zwischen den beiden Teilen (44, 45) des einen Kerns befestigt 1st«

Magnetlsohe Lagervorrichtung naoh Anspruch 7 oder 8, daduroh gekennzeichnet, daß die beiden elektromagnetischen Einrichtungen (32, 33) jeweils von den Teilen (44, 45) des Kerns getragen werden.

10. Magnetische Lagervorrichtung naoh einem der Ansprüche 6 bis 9» daduroh gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtungen einen Abnehmer (19) mit* jeweils an den beiden Teilen (12, 13) befestigten Teilen zur Lieferung

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eines zur Relativbewegung der Teile (12, 13) in der ersten Richtung proportionalen Signals und einen Varstärker (20) umfaßt, der auf das Signal anspricht und die elektromagnetischen Einrichtungen (32, 33) erregt»

11. Magnetische Lagervorrichtung naoh Anspruch 10» dadurch gekennzeichnet« daß der Verstärker (20) Steuereinrichtungen (99, 100) einschließt, die auf das Signal anspreohen, um eine Signalkoraponente proportional zu einer zeitlichen Ableitung des Signals zu liefern₀

12. Magnetische Lagervorrichtung nach Anspruch IC» dadurch gekennzeichnete daß das Signal proportional zur relativen Verschiebung der Teile (12,, IJ) von eine:? vorgegebenen Position ist und daß der Verstärker (20) ein Erregungssignal für die elektrischen Einrichtungen (32, 33) liefert, das proportional zur Verschiebung umi zur ersten Zeitableitung dieser Verschiebung

13« Magnetische Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12« dadurch gekennzeichnet ₅ daß das eine Teil (12) sich um eine Drehachse (X-X) dreht? die durch das andere Teil (13) definiert ist, das ststionär-1st« daß die ersten und zweiten Translationsriehtungsn parallel zur Aohse bzw. radial zu der Achse verlaufen und daß die Kerne (34; 44, 4f$ allgemein zylindrisch sind., daß die PolstUoke (40, 41, 42, 43, 46, 47, 48₉ 49) ebenfalls zylindrisch sind und daß die Spalte (G_1<( G_?, 0,_, Q^) radial gegenüber der Achse (X-X) verschoben sir.d,

14ο Magnetische Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich das eine Teil (126) entlang einer Achse bewegt, die duro'i das andere Teil (13) definiert ist, das stationär ist,

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daß die ersten und zweiten Tranelatlonsriohtungen gegenseitig senkreoht bezüglich der Achse sind» daß der andere Kern (120, 121) ein langgestrecktes bahnförmiges Teil ist, daß der eine Kern (122, 125) kurz bezüglich dieses bahnförmigen Teils ist und daß diese beiden Kerne zusammen lineare Polstüoke und Spalte senkreoht zu der Translationsachse bilden.

15ο Magnetische Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Jedes der Polstücke (40, 41, 42, 43, 46, 47, 48, 49) eine Viel» zahl von Stegen (75) und Nuten zur Konzentration der Magnetflußlinien über die Spalte an den Stegen (75) einschließt und daß Jedes der PolstUoke weiterhin leitende Teile (76, 77) in den Nuten zur Erzeugung einer Wirbels tr omdHmpi*ung der Relativbewegung in der zweiten Translationsrichtung einschließt.

Magnetische Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß weiterhin mechanische Notlagereinrichtungen (84) vorgesehen sind,, die von einem der relativ zueinander beweglichen Teile (12, 13) getragen und mit Abstand von dem anderen oder einen der Teile in beiden Translationsriohtungen angeordnet ist, um die Relativbewegung des beweglichen Teils (12) bei Ausfall der magnetischen Lagerung zu begrenzen.

17« Magnetische Lagervorrlohtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, gekennzeichnet durch Modifikationseinrichtungen (111, 112, 113) zur Modifikation der Erregung der elektromagnetischen Einrichtungen (32, 33) zur Erzeu» gung elektromagnetischer Flußkomponenten mit der gleichen Polarität über alle Spalte (O₁, G₂, 0,, G^) zur Erhöhung des Permanentmagnetflusses und damit zur Erhöhung der

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Gegenwirkung gegen eine Relativbewegung der Teile (12, 13) in der zweiten der Translationsrichtungen.

18. Nagnetleohe Lagervorrlohtung naoh einem der Ansprüche 10 bis 17» dadurch gekennzeichnet« daß die Modifikationseinrichtungen (ill, 112, II3) mit den VerstMrkerelnriohtungen (102, 103) verbundene Einrichtungen zur Lieferung von Vorspannungssignalen mit entgegengesetzten Richtungen an jede der elektromagnetischen Einrichtungen (32, 33) einschließen.

19. Magnetische Lagervorrlohtung zur Lagerung eines rotierenden Teils für eine Drehung um eine Bezugsachse, die durch ein stationäres Teil definiert ist, dadurch ge« kennzeiohnet, daß die Vorrichtung einen ersten von dem stationären Teil (13) getragenen magnetisch per» meablen Kern (44, 45) mit zumindest eine Paar von mit axialem Abstand angeordneten zylindrischen Kernteilen (44, 45), die zumindest vier kreisförmige mit radialem Abstand von der Aohse angeordnete Hohlstüoke (46, 47, 48, 49) definieren, wobei jedes der zyllndrlsohen Kemteilä (44, 45) einen sich In Radialrichtung erstreckenden Flanschteil (50, 51) einschließt, einen zweiten, von dem r-olie* renden Teil (12) getragenen magnetisch permeablen Kern

(34) mit einem zyllndrisohen Basis-Kernteil (3?) und zumindest drei KernwBnden (37, 38, 39), die sich in Radial· richtung von dem Basisteil erstrecken und in zumindest vier kreisförmigen Polstüoken (40, 41, 42, 43) benachbart und in einer Geraden mit den PolstUoken (46, 47, 48, 49) des Paares von zyllndrisohen Kernteilen (44, 45) enden, so daß zumindest vier in Axialrichtung aufeinanderfolgende kreisförmige magnetisch permeable Spalte (G₁, G^0 G,, G^) gebildet werden, die magnetische Kraftflußlinien allgemein parallel zur Bezugsaohse führen, einen PermnanL;-

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magneten (51), der zwischen den Plansohteilen (50, 51) des ersten Kerns (44, 45) angeordnet ist, um einen festen Magnetfluß mit einer ersten Polarität Über dem ersten und dem vierten der aufeinanderfolgenden Spalte (0., Q^) und mit entgegengesetzter Polarität Über dem zweiten und dritten der aufeinanderfolgenden Spalte (O₂' ⁰^) ** erzeugen, so daß der Magnetfluß von seiner Natur her Stabilisierungskräfte in radialer Richtung erzeugt und relativen Radial bewegungen des rotierenden Teils (12) gegenüber der Bezugsaohse entgegenwirkt und gleichzeitig entstabilisierende Kräfte in der axialen Richtung von einer vorgegebenen neutralen Kraftposition erzeugt, zumindest einPaar von ringförmigen elektrischen Spulen (32, 33), die Jeweils auf dem Paar von zylindrischen Kernteilen (44, 45) gehaltert sind und bei Erregung Magnetflüsse mit veränderlicher Stärke und der einen und der anderen Polarität über dem ersten und dem zweiten Spalt (G₁, G_g) und gleichzeitig mit entgegengesetzter Polarität über dem dritten und dem vierten Spalt (G,, (K) erzeugen, elektrische MeßfUhlereinrichtungen (19), die zwischen dem rotierenden Teil (12) und dem festen Teil (15) angeordnet sind, um ein Signal proportional zur relativen Axialbewegung von einer vorgegebenen neutralen Kraftstellung zu liefern, Verstärkerelnrlohtungen (102, 103), die auf das Signal ansprechen, um Steuerströme an die Spulen (32, 55) mit einer Größe und einer Richtung zu liefern, daß das Meßfühlersignal auf 0 verringert wird und die axialen Magnetkräfte stabilisiert werden, und Modifikatlonseinriohtungen (111, 112, 115) umfaßt, die mit den Verstärkerelnriohtungen (102, I03) verbunden sind, um die Erregung der elektrischen Spulen (52, 35) derart zu modifizieren, daß Magnetflußkomponenten mit der gleichen Polarität Über alle Spalte (G₁, Gg, G,, G^) erzeugt werden, damit die radialen Stabilisierungskräft vergrößert werden-.

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20. Magnetische Lagervorrichtung nach Anspruch 19» daduroh gekennzeichnet« daß die Modifikationsein» richtungen (Hl₁ 112, 113) Einrichtungen (110) einschließen» die Vorspannungssignale mit entgegengesetzten Vorzeichen jeder der elektrischen Spulen (32, 33) zuführen und daß die Modifikationseinriohtungen weiterhin Steuereinrichtung gen (22) einschließen, die auf die Drehung des rotierenden Teile ansprechen, um die Modifikationseinrichtungen (ill, 112, 113) zu steuern.

21. Magnetische Lagervorrichtung na@h Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (ill, 112, 113) auf die Drehgeschwindigkeit ansprechende Einrichtungen (22) und auf eine vorherbestimmte Drehge= sohwindigkeit des rotierenden Teils (12) ansprechende Einrichtungen (111) zur Steuerung der Modifikationseinriehtung (111, 112, 113) einschließen

22. Magnetische Lagervorrichtung naoh Anspruch 21, daduroh gekennzeichnet , daß die vorgegebene Dreh= geschwindigkeit einer vorgegebenen Resonanzfrequenz des rotierenden Systems entspricht.

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