PL233992B1

PL233992B1 - Radial magnetic bearing with permanent magnets

Info

Publication number: PL233992B1
Application number: PL429451A
Authority: PL
Inventors: Dawid Wajnert
Original assignee: Politechnika Opolska
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2019-12-31
Also published as: PL429451A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest promieniowe łożysko magnetyczne z magnesami trwałymi, przeznaczone do łożyskowania maszyn wirujących.The subject of the invention is a radial magnetic bearing with permanent magnets, intended for the bearing of rotating machines.

Znane z artykułu naukowego Yohji Okada, Kouji Sagawa, Eisaku Suzuki, Ryou Kondo, Development and Application of Parallel PM Type Hybrid Magnetic Bearings, Journal of System Design and Dynamics, Vol. 3, No. 4, 2009 czterobiegunowe, promieniowe łożysko magnetyczne z magnesami trwałymi posiada stojan i wirnik. Stojan zawiera obwód magnetyczny złożony z materiału ferromagnetycznego, z czterech uzwojonych nabiegunników i z czterech magnesów trwałych namagnesowanych wzdłuż ich krótszej krawędzi. Magnesy trwałe umieszczone są w otworach dwustronnie przecinających stojan i wytwarzają strumień magnetyczny, który zamyka się przez wirnik, sąsiednie uzwojone nabiegunniki oraz stojan.Known from the scientific article by Yohji Okada, Kouji Sagawa, Eisaku Suzuki, Ryou Kondo, Development and Application of Parallel PM Type Hybrid Magnetic Bearings, Journal of System Design and Dynamics, Vol. 3, No. 4, 2009 four-pole permanent magnet radial magnetic bearing has a stator and a rotor. The stator comprises a magnetic circuit composed of a ferromagnetic material, with four wound pole pieces and four permanent magnets magnetized along their short edge. Permanent magnets are placed in holes which cross the stator on both sides and generate a magnetic flux which is closed by the rotor, adjacent wound pole shoes and the stator.

Znane ze zgłoszenia P.425938 hybrydowe łożysko magnetyczne posiada stojan i wirnik. Stojan wykonany z materiału ferromagnetycznego posiada trzy uzwojone nabiegunniki i trzy nabiegunniki z magnesami trwałym. W każdym nabiegunniku z magnesem trwałym umieszczone są dwa magnesy trwałe, pierwszy i drugi namagnesowane wzdłuż krótszej krawędzi, z zachowaniem odstępu między tymi magnesami. Magnesy umieszczone są w otworach o kształtach dopasowanych do kształtów magnesów trwałych lub w otworach obustronnie przecinających stojan. Wirnik wykonany jest z materiału ferromagnetycznego stanowiącego obwód magnetyczny dla strumienia magnetycznego.The hybrid magnetic bearing known from the application P.425938 has a stator and a rotor. The stator made of a ferromagnetic material has three wound pole shoes and three pole shoes with permanent magnets. Each pole piece with a permanent magnet has two permanent magnets, the first and the second magnetized along the short edge, with a distance between these magnets. The magnets are placed in holes shaped to match the shapes of permanent magnets or in holes crossing the stator on both sides. The rotor is made of a ferromagnetic material constituting a magnetic circuit for the magnetic flux.

Istota promieniowego łożyska magnetycznego z magnesami trwałymi według wynalazku polega na tym, że jest sześć uzwojonych nabiegunników i sześć magnesów trwałych. Magnesy trwałe usytuowane są w otworach stojana jednostronnie przeciętych. Korzystnie jest, gdy magnesy trwałe usytuowane są w otworach stojana przeciętych od jego zewnętrznej strony.The essence of the radial permanent magnet bearing according to the invention is that there are six wound pole shoes and six permanent magnets. Permanent magnets are located in stator holes cut on one side. Preferably, the permanent magnets are located in the stator holes cut from its outer side.

Zastosowanie sześciu uzwojonych nabiegunników i sześciu magnesów trwałych w promieniowym łożysku magnetycznym według wynalazku, zmniejsza sprzężenia magnetyczne między uzwojeniami oraz ułatwia sterowanie położeniem wirnika. Usytuowanie magnesów trwałych w otworach jednostronnie przecinających stojan, w szczególności w otworach stojana przeciętych od jego zewnętrznej strony, znacznie upraszcza montaż promieniowego łożyska magnetycznego i zwiększa sztywność konstrukcji stojana.The use of six wound pole pieces and six permanent magnets in a radial magnetic bearing according to the invention reduces the magnetic coupling between the windings and facilitates the control of the rotor position. The location of the permanent magnets in the holes crossing the stator on one side, in particular in the stator holes cut from its outer side, significantly simplifies the assembly of the radial magnetic bearing and increases the stator structure stiffness.

Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania, objaśniony jest na rysunku, którego fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny promieniowego łożyska magnetycznego z magnesami trwałymi umieszczonymi w otworach stojana przeciętymi od zewnętrznej jego strony, a fig. 2 przedstawia przekrój poprzeczny promieniowego łożyska magnetycznego z magnesami trwałymi umieszczonymi w otworach stojana przeciętymi od jego wewnętrznej strony.The subject of the invention, in an exemplary embodiment, is explained in the drawing, Fig. 1 shows the cross-section of a radial magnetic bearing with permanent magnets placed in the stator holes cut from its outer side, and Fig. 2 shows the cross-section of a radial magnetic bearing with permanent magnets placed in the stator. stator holes cut from the inside of the stator.

Promieniowe łożysko magnetyczne z magnesami trwałymi według wynalazku posiada stojan (S) oraz wirnik (W). Stojan (S) wykonany z rdzenia ferromagnetycznego posiada sześć uzwojonych nabiegunników (U) i sześć magnesów trwałych (M). Magnesy trwałe (M) umieszczone są w otworach stojana (S) jednostronnie przeciętych, w szczególności w otworach przeciętych od jego zewnętrznej strony i namagnesowane są wzdłuż ich krótszej krawędzi tworząc wypadkowy strumień magnetyczny w kierunku wirnika (W). Wirnik (W) wykonany jest z materiału ferromagnetycznego stanowiącego obwód magnetyczny dla strumienia magnetycznego.The radial permanent magnet magnetic bearing according to the invention has a stator (S) and a rotor (W). The stator (S) made of a ferromagnetic core has six coiled pole pieces (U) and six permanent magnets (M). Permanent magnets (M) are placed in stator holes (S) cut on one side, in particular in holes cut from its outer side, and are magnetized along their shorter edge, creating the resultant magnetic flux towards the rotor (W). The rotor (W) is made of a ferromagnetic material constituting a magnetic circuit for the magnetic flux.

Promieniowe łożysko według wynalazku montowane jest na wale maszyny. Po uruchomieniu łożyska magnetycznego, wirnik (W) lewituje w środku geometrycznym stojana (S), kompensując siły działające na wirnik (W). Sterowanie położeniem wirnika (W) oraz kompensacja sił działających na wirnik (W) odbywa się poprzez zmianę prądów w uzwojeniach.The radial bearing according to the invention is mounted on the machine shaft. When the magnetic bearing is actuated, the rotor (W) levitates in the geometric center of the stator (S), compensating the forces acting on the rotor (W). The rotor position (W) is controlled and the forces acting on the rotor (W) are compensated by changing the currents in the windings.

Claims

Patent claims

1. Radial magnetic bearing with permanent magnets, the stator of which is made of a ferromagnetic core and in which wound pole pieces and permanent magnets magnetized along their shorter edge are placed, and the rotor is made of a ferro-magnetic core, characterized by the fact that there are six wound pole pieces (N ) and six permanent magnets (M), the permanent magnets (M) are located in the stator holes (S) cut on one side.

2. A radial magnetic bearing according to claim 1, A device according to claim 1, characterized in that the permanent magnets (M) are located in holes in the stator (S) cut from its outer side.