RU198796U1 - Активный магнитный подшипник с аксиальным замыканием потока для подвеса цельнометаллических роторов - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к бесконтактным опорным узлам с электромагнитными подшипниками, и может быть использована при создании высокооборотных роторных агрегатов.Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является повышение величины воспринимаемой нагрузки, обеспечение подвеса ротора, не имеющего шихты.Задача решается применением в активном магнитном подшипнике электромагнитов, магнитопровод которых выполнен из П-образных пластин электротехнической стали. Электромагниты установлены в немагнитный корпус и закреплены с помощью стяжных пластин. Применение листовой электротехнической стали в АМП с аксиальным замыканием потока обеспечивает значительно большую величину индукции в воздушном зазоре: 1,2-1,5 Тл в случае применения пластин электротехнической листовой стали вместо 0,7-1,0 Тл при применении сплошной стали. Этим достигается увеличение несущей способности АМП в 2 раза.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к бесконтактным опорным узлам с электромагнитными подшипниками, и может быть использована при создании высокооборотных роторных агрегатов.

Наиболее близким к предлагаемому, является магнитный радиальный подшипник для поддержки с возможностью вращения ротора по патенту ЕР 2012072960 (заявка WO 2013087360), содержащий статор, с множеством катушек, причем катушки расположены по окружности вокруг оси радиального подшипника, каждая из катушек имеет сердечник, состоящий из листов, и на каждом сердечнике имеется обмотка, причем отдельные листы сердечника уложены в направлении по окружности, и обмотки формируют аксиальную организацию магнитного потока. Таких катушек может иметься четыре попарно противопоставленных. Каждый сердечник выполнен дугообразно в продольном направлении и имеет П-образное поперечное сечение, а обмотки намотаны вокруг средней (соединяющей) части в направлении, перпендикулярном к оси радиального подшипника. По обе стороны от катушки на сердечнике установлены направляющие. Система катушек установлена в двух кольцевых корпусах.

Недостатком указанного устройства является низкие значения воспринимаемой нагрузки, отсутствие возможности подвеса цельнометаллического ротора, а также низкое удобство сборки.

Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является повышение величины воспринимаемой нагрузки, обеспечение подвеса цельнометаллического ротора, не имеющего шихты, а также повышение удобства сборки.

Задача решается применением в активном магнитном подшипнике электромагнитов, магнитопровод которых выполнен из П-образных пластин электротехнической стали. Электромагниты установлены в немагнитный корпус и закреплены с помощью стяжных пластин. Применение листовой электротехнической стали в АМП с аксиальным замыканием потока обеспечивает значительно большую величину индукции в воздушном зазоре: 1,2-1,5 Тл в случае применения пластин электротехнической листовой стали вместо 0,7-1,0 Тл при применении сплошной стали. Этим достигается увеличение несущей способности АМП в 2 раза.

По существу предлагается активный магнитный подшипник с аксиальным замыканием потока для подвеса цельнометаллических роторов, состоящий из корпуса, содержащего электромагниты, состоящие из катушек и магнитопроводов, имеющие основание и два рабочих выступа, на торцевой поверхности которых выполнены сегментные вырезы, причем на каждом рабочем выступе магнитопровода установлено по одной катушке, а каждый магнитопровод выполнен из П-образных пластин электротехнической стали и стяжных пластин. Основание магнитопровода может быть выполнено с боковыми выступами, в которых, по крайней мере частично, располагаются отверстия для стяжек и крепления. Корпуса катушек могут иметь одну или две щеки. Стяжные пластины могут иметь опоры для крепления в корпусе подшипника. Также стяжные пластины могут иметь уступ для позиционирования в корпусе.

На фиг. 1 изображен активный магнитный подшипник в сборе в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, оснащены стяжными пластинами с опорами.

На фиг. 2 изображен продольный разрез активного магнитного подшипника в сборе в плоскости, параллельной оси вращения ротора.

На фиг. 3 изображен вид сверху активного магнитного подшипника в сборе.

На фиг. 4 изображен электромагнит активного магнитного подшипника в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора.

На фиг. 5 изображен электромагнит активного магнитного подшипника с опорами на стяжных пластинах в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора.

На фиг. 6 изображен электромагнит активного магнитного подшипника в плоскости, параллельной оси вращения ротора.

На фиг. 7 изображен электромагнит активного магнитного подшипника с опорами на стяжных пластинах в плоскости, параллельной оси вращения ротора.

На фиг. 8 изображен электромагнит с катушками, имеющими одну щеку в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора.

На фиг. 9 изображен активный магнитный подшипник в сборе в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, оснащенный катушками с одной щекой.

Активный магнитный подшипник (АМП) состоит из немагнитного корпуса 1, в котором установлены электромагниты 2 с магнитопроводами 3, состоящими из основания 4 и рабочих выступов 5, а на каждом рабочем выступе 5 расположена катушка 6. Катушки 6 представляют собой корпус 7 катушки, на котором расположена обмотка 8. На торцевой части рабочего выступа 5 выполнен сегментный вырез. Установленные в корпус 1 магнитопроводы 3 своими сегментными вырезами образуют окружность, ответную для ротора 9, с зазором около 1 мм на диаметр.

Основание 4 магнитопровода выполнено с боковыми выступами 10, в которых могут располагаться (по крайней мере, частично) отверстия для стяжек (болтов, шпильки и т.п.). За счет того, что отверстия для сборки магнитопровода 3 и его крепления к корпусу 1 расположены в боковых выступах, снижается сопротивление магнитному потоку, генерируемому катушками 6.

Корпус 7 катушки может иметь одну или две щеки 11. В случае выполнения корпуса 7 катушки с одной щекой 11, катушка 6 располагается на магнитопроводе 3 таким образом, что щека 11 располагается вблизи основания 4. Это обеспечивает уменьшение габаритов магнитного подшипника с сохранением функции предохранения обмотки 8 от повреждений.

Каждый магнитопровод 3 выполнен из пластин электротехнической стали 12, расположенных между стяжных пластин 13.

Стяжные пластины 13 могут иметь опоры 14, предназначенные для крепления магнитопровода 3 в корпусе 1. Кроме того стяжные пластины 13 могут иметь уступ для позиционирования в корпусе 1.

Активный магнитный подшипник работает следующим образом.

Корпус 1 удерживает электромагниты 2 либо за счет отверстий в основаниях 4, либо за счет опор 14. Магнитопроводы 3 своими сегментными вырезами образуют окружность, внутри которой располагается ротор 9. В процессе работы магнитный поток каждого магнитопровода 3 генерируется его катушками 6 и проходит от одного рабочего выступа 5 до другого через воздушный зазор и ротор 9. Ввиду того, что магнитопроводы 3 расположены вокруг ротора 9, обеспечивается его устойчивая левитация.

Техническим результатом применения предлагаемого АМП является обеспечение подвеса цельнометаллического ротора. К тому же, в сравнении с традиционными АМП с радиальным замыканием потока, несущая способность подшипников данного типа при равных габаритах возрастает в 1,7 раза.

Claims (6)

1. Активный магнитный подшипник с аксиальным замыканием потока для подвеса цельнометаллических роторов, состоящий из корпуса, содержащего электромагниты, состоящие из катушек и магнитопроводов, имеющие основание и два рабочих выступа, на торцевой поверхности которых выполнены сегментные вырезы, отличающийся тем, что на каждом рабочем выступе магнитопровода установлено по одной катушке, а каждый магнитопровод выполнен из П-образных пластин электротехнической стали и стяжных пластин.

2. Активный магнитный подшипник по п. 1, отличающийся тем, что основание магнитопровода выполнено с боковыми выступами, в которых, по крайней мере, частично, располагаются отверстия для стяжек и крепления.

3. Активный магнитный подшипник по п. 1, отличающийся тем, что основание магнитопровода выполнено с боковыми выступами, в которых, по крайней мере, частично, располагаются отверстия для стяжек, а стяжные пластины имеют опоры для крепления в корпусе подшипника.

4. Активный магнитный подшипник по п. 1, отличающийся тем, что стяжные пластины имеют уступ для позиционирования в корпусе.

5. Активный магнитный подшипник по п. 1, отличающийся тем, что корпуса катушек имеют по две щеки.

6. Активный магнитный подшипник по п. 1, отличающийся тем, что корпуса катушек имеют по одной щеке.

Images