PL232739B1 - Hybrydowe łożysko magnetyczne - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowe łożysko magnetyczne, przeznaczone do łożyskowania maszyn wirujących, zwłaszcza w elektrowrzecionach, w turbosprężarkach, w wirujących magazynach energii i w pompach krwi.

Znane z opisu patentowego EP1247026 Magnetic bearing system, sześciobiegunowe, promieniowe, hybrydowe łożysko magnetyczne posiada stojan i wirnik. Stojan zawiera obwód magnetyczny złożony z pakietowanego materiału ferromagnetycznego, z trzech uzwojeń nawiniętych na nabiegunni-kach i z trzech magnesów trwałych umieszczonych symetrycznie, w co drugim nabiegunniku. Nabie-gunniki są w całości magnesami trwałymi lub w części wykonane są z materiału magnetycznego i w części z magnesów trwałych, przy czym części z magnesów trwałych umieszczone są w otworach nabie-gunników. Magnesy trwałe namagnesowane są promieniowo i wytwarzają strumień magnetyczny w kierunku wirnika. Gdy nabiegunniki wykonane są z magnesów trwałych w całości, strumień magnetyczny generowany przez uzwojenia nie przechodzi przez te nabiegunniki, a gdy nabiegunniki wykonane są w części z magnesów trwałych, wówczas strumień magnetyczny przechodzi przez te nabiegunniki w ograniczonym zakresie. W obydwu przypadkach strumień magnetyczny generowany przez uzwojenia zamyka się poprzez uzwojone nabiegunniki, powodując sprzężenia magnetyczne między uzwojeniami.

Istota hybrydowego łożyska magnetycznego według wynalazku polega na tym, że w każdym nabiegunniku z magnesami trwałymi umieszczone są dwa magnesy trwałe, pierwszy i drugi namagnesowane osiowo, wzdłuż krótszej krawędzi, z zachowaniem odstępu między tymi magnesami. Korzystnie jest, gdy magnesy trwałe, pierwszy i drugi umieszczone są w otworach nabiegunnika z magnesami trwałymi o kształtach dopasowanych do kształtów magnesów trwałych: pierwszy i drugi. Korzystnie jest również, gdy magnesy trwałe, pierwszy i drugi umieszczone są w otworach nabiegunnika z magnesami trwałymi przecinających stojan.

Usytuowanie magnesów trwałych w nabiegunnikach z magnesami trwałymi w hybrydowym łożysku magnetycznym według wynalazku pozwala znacznie ograniczyć sprzężenia magnetyczne między uzwojeniami, ułatwiając tym samym, sterowanie położeniem wirnika. Usytuowanie magnesów trwałych, pierwszego i drugiego w otworach nabiegunnika o kształtach dopasowanych do kształtów tych magnesów ułatwia montaż stojana. Natomiast usytuowanie magnesów trwałych, pierwszego i drugiego w otworach nabiegunnika przecinających stojan zwiększa sztywność prądową i przemieszczeniową łożyska w porównaniu do usytuowania magnesów w otworach o kształcie dopasowanym do kształtu tych magnesów.

Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania, uwidoczniony jest na rysunku przedstawiającym przekrój poprzeczny hybrydowego łożyska magnetycznego.

Hybrydowe łożysko magnetyczne według wynalazku posiada stojan S i wirnik W. Stojan S wykonany z pakietowanego materiału ferromagnetycznego posiada sześć nabiegunników, z których trzy nabiegunniki są uzwojone Nu i trzy nabiegunniki z magnesami trwałym Nm. W każdym nabiegunniku z magnesem trwałym Nm umieszczone są dwa magnesy trwałe, pierwszy M1 i drugi M2 namagnesowane osiowo, wzdłuż krótszej krawędzi, z zachowaniem odstępu między tymi magnesami. Wirnik W wykonany jest z pakietowanego materiału ferromagnetycznego stanowiącego obwód magnetyczny dla strumienia magnetycznego.

Hybrydowe łożysko magnetyczne według wynalazku montowane jest na wale maszyny. Po uruchomieniu łożyska, wirnik W lewituje w środku geometrycznym stojana S, kompensując tym samym siły zewnętrzne działające na wirnik W, w tym siłę grawitacji, silę niewyważenia statycznego i silę niewywa-żenia dynamicznego. Sterowanie położeniem wirnika W odbywa się poprzez zmianę prądów w uzwojeniach.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Hybrydowe łożysko magnetyczne zawiera stojan i wirnik, przy czym stojan posiada sześć na-biegunników, z których trzy są uzwojone, a w trzech umieszczone są magnesy trwałe, znamienne tym, że w każdym nabiegunniku z magnesami trwałymi (Nm) umieszczone są dwa magnesy trwałe, pierwszy (M1) i drugi (M2) namagnesowane osiowo, wzdłuż krótszej krawędzi, z zachowaniem odstępu między tymi magnesami, pierwszym (M1) i drugim (M2).

2. Hybrydowe łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że magnesy trwałe, pierwszy (M1) i drugi (M2) umieszczone są w otworach nabiegunnika z magnesami trwałymi (Nm) o kształtach dopasowanych do kształtów magnesów trwałych: pierwszego (M1) i drugiego (M2).

3. Hybrydowe łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że magnesy trwale, pierwszy (M1) i drugi (M2) umieszczone są w otworach nabiegunnika z magnesami trwałymi (Nm) przecinających stojan (S).