RU2076428C1 - Электродвигатель - Google Patents
Электродвигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2076428C1 RU2076428C1 RU9494006656A RU94006656A RU2076428C1 RU 2076428 C1 RU2076428 C1 RU 2076428C1 RU 9494006656 A RU9494006656 A RU 9494006656A RU 94006656 A RU94006656 A RU 94006656A RU 2076428 C1 RU2076428 C1 RU 2076428C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- rotor
- shaft
- bearing
- electric motor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/08—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only for supporting the end face of a shaft or other member, e.g. footstep bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0402—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means combined with other supporting means, e.g. hybrid bearings with both magnetic and fluid supporting means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/0408—Passive magnetic bearings
- F16C32/0423—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other
- F16C32/0429—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other for both radial and axial load, e.g. conical magnets
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Использование: в микродвигателестроении, в приборах с вращающимися частями и в гироскопах с легким ротором. Сущность изобретения: электродвигатель содержит ротор 1 с валом 2, статор 3, закрепленный в корпусе 4, который снабжен подшипниковыми торцевыми щитами 5 и 6, содержащими соответственно гнездо 7 для механического упора вала 2 и проходную направляющую подшипниковую втулку 8 для рабочего окончания вала двигателя. Магнитные подшипники электродвигателя выполнены в виде пары симметрично расположенных на валу 2 двигателя магнитотвердых конусообразных роторов 9, 10 и пары соосно расположенных по отношению к ним магнитотвердых статоров 11, 12, выполненных в форме цилиндров с конусной выемкой. 1 з. п. ф-лы. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электрическим машинам и приборам с вращающимися узлами и может быть использовано как в микродвигателестроении, так и в гироскопах с легким ротором.
Известен асинхронный торцовый электродвигатель [1] который содержит два статора и две части ротора, между которыми установлен радиальный магнитный подшипник, создающий подвес вала в радиальном направлении, но одновременно вызывающий неустойчивость вала в аксиальном направлении. Аксиальная стабилизация ротора в этом электродвигателе достигается благодаря использованию электродинамических усилий, возникающих между ротором и статором при изменении воздушного зазора между ними.
Недостатками указанного электродвигателя являются повышенная сложность конструкции и недостаточная надежность функционирования.
Известен также электродвигатель с магнитными подшипниками [2] который включает в себя радиальные магнитные подшипники, установленные на роторе и статоре, а также узел осевой стабилизации ротора, состоящий из неподвижного кольцевого магнита с аксиальным намагничиванием и взаимодействующего с ним кольцевого магнита, установленного на роторе электродвигателя.
Недостатки этого электродвигателя заключаются в осевых динамических вибрациях ротора в процессе работы двигателя вследствие недостаточно надежной осевой стабилизации ротора.
Наиболее близким к предлагаемому является электродвигатель с магнитными подшипниками [3] содержащий радиальные магнитные подшипника, установленные на роторе и статоре, узел осевой стабилизации ротора, выполненный в виде неподвижного кольцевого магнита с осевым намагничиванием, взаимодействующего с кольцевым магнитом, установленным на роторе, при этом в электродвигатель введен механический упор для вала ротора, а радиальный подшипник, установленный на роторе, смещен по оси ротора в сторону неподвижного кольцевого магнита относительно радиального подшипника, установленного на статоре.
Недостатками электродвигателя, выбранного в качестве прототипа, являются его многоэлементность, структурная и технологическая сложность, ограниченный эксплуатационный ресурс.
Изобретение направлено на конструктивное и технологическое упрощение электродвигателя, снижение трудоемкости изготовления, повышение надежности функционирования и увеличения эксплуатационного ресурса.
Цель достигается тем, что в электродвигателе, содержащем ротор с валом и статор, закрепленный во внешнем корпусе, имеющем пару подшипниковых торцевых щитов с механическим упором для вала ротора на одном из щитов и проходной направляющей подшипниковой втулкой для вала ротора на другом из щитов, а также магнитные подшипники, выполненные в виде пары закрепленных на валу ротора магнитотвердых роторов и пары соосно расположенных по отношению к ним магнитотвердых статоров, выполненных в форме цилиндров, закрепленных в подшипниковых торцевых щитах корпуса, роторы магнитных подшипников выполнены конусообразными, соответствующими роторам конусными выемками, причем ротор и статор каждого из магнитных подшипников выполнены с намагничиванием по своим высотам в едином последовательно согласном направлении вдоль оси двигателя.
Кроме того, механическое сочленение между одним из торцевых подшипниковых щитов корпуса и статором одного из магнитных подшипников выполнено в виде направленного вдоль оси двигателя резьбового соединения, образованного внешней резьбой на проходной направляющей подшипниковой втулке для вала в торцевом щите корпуса и посаженной на резьбу указанной втулки фигурной гайкой. Гайка прикреплена к тыльной части статора соответствующего магнитного подшипника. При этом на внешнюю резьбу проходной направляющей подшипниковой втулки для вала последовательно с фигурной гайкой статора упомянутого магнитного подшипника посажена контргайка для фиксации статора магнитного подшипника в требуемых положениях.
Структурно-конструктивная схема электродвигателя в его продольно-осевом разрезе представлена на чертеже.
Электродвигатель содержит ротор 1 с валом 2, статор 3, закрепленный в корпусе 4, который снабжен подшипниковыми торцевыми щитами 5 и 6, содержащими соответственно гнездо 7 для механического упора вала 2 и проходную направляющую подшипниковую втулку 8 для рабочего окончания вала двигателя. Магнитные подшипники электродвигателя выполнены в виде пары симметрично расположенных и закрепленных на валу 2 двигателя магнитотвердых конусообразных роторов 9, 10 и пары соосно расположенных по отношению к ним магнитотвердых статоров 11, 12, выполненных в форме цилиндров с конусной выемкой.
Статор 11 одного из магнитных подшипников (9, 11), расположенного у гнезда 7 для механического упора вала 2, неподвижно прикреплен к внутренним концентрическим выступам подшипникового торцевого щита 5, а статор 12 второго магнитного подшипника (10, 12) посредством присоединенной к его тыльной части фигурной гайки 13 сочленяется с внутренним цилиндрическим выступом проходной направляющей втулки 8 торцевого щита 6 с помощью резьбы, обеспечивающей возможность плавного двухстороннего перемещения магнитотвердого статора 12 вдоль рабочей оси электродвигателя осуществляется при помощи опорной контргайки 14, посаженной на внешнюю резьбу внутреннего выступа проходной направляющей втулки 8 правого торцевого щита 6 двигателя.
Роторы 9, 10 и статоры 11, 12 обоих магнитных подшипников (9, 11 и 10, 12) выполнены с намагничиванием по своим высотам в едином последовательно согласном направлении, которое лежит вдоль общей рабочей оси электродвигателя.
В процессе работы двигателя подвес его ротора как в радиальном, так и в аксиальном направлении обеспечивается равнодействующей F1 силы магнитного взаимодействия между ротором 9 и статором 11 первого магнитного подшипника, а также равнодействующей F2 силы магнитного взаимодействия между ротором 10 и статором 12 второго магнитного подшипника.
Равнодействующие силы F1 и F2 на роторы 9 и 10 магнитных подшипников 9, 11 и 10, 12 содержат как встречно направленные аксиальные составляющие F01 и F02, обуславливающие осевую динамическую стабилизацию ротора 1 двигателя, так и радиально направленные составляет FР1 и FР2, определяющие автоматическую динамическую центровку ротора электродвигателя.
При этом по сравнению с прототипом, где выталкивающее осевое усилие F0, разгружающее механический упор вала двигателя (подпятник), падает по мере уменьшения эксцентриситета (смещения) между статорными и роторными элементами радиальных подшипников, принципиальным преимуществом предлагаемого электродвигателя является то, что динамическое осевое смещение ротора двигателя в сторону механического упора вала сопровождается прогрессивно возрастающим амортизирующим аксиальным магнитным взаимодействием элементов магнитного подшипника 9, 10, максимально снижающего износ механического осевого упора заявляемого двигателя и тем самым увеличивающего рабочий ресурс последнего.
Устраняя недостатки и ограничения прототипа за счет расширения динамического диапазона упругих осевых перемещений ротора двигателя и обеспечения прогрессивно возрастающей осевой и радиальной жесткости магнитной подвески вала при аксиальных и радиальных девиациях его положения, описываемое устройство создает одновременно расширенные технические возможности оперативной плавной регулировки жесткости магнитной стабилизации рабочего положения ротора двигателя и динамического диапазона его упругих радиально-осевых перемещений и аксиальной устойчивости.
Соответствующее достижение оптимального режима двухкоординатной магнитной подвески ротора описываемого электродвигателя, при которой минимальные энергетические потери на трение и повышенный КПД двигателя сочетаются с его расширенным эксплуатационным ресурсом, обеспечивается соответствующей установкой фигурной гайки 13, несущей магнитотвердый статор 12 правого подшипника (10, 12), вдоль цилиндрического выступа проходной направляющей втулки 8 торцевого щита 6, что осуществляется предварительным подбором на резьбовом выступе втулки 8 положения фиксаторной (опорной) контргайки 14 и последующим подвинчиванием к ней фигурной гайки 13 с магнитотвердым статором.
Предлагаемая конструкция электродвигателя позволяет вместе с повышением его функциональной надежности, структурной простоты и износоустойчивости обеспечить максимальный рабочий ресурс и повышенный КПД двигателя за счет оперативной установки оптимального режима его работы и динамического подвеса ротора.
Claims (2)
1. Электродвигатель, содержащий ротор с валом и статор, закрепленный во внешнем корпусе, имеющем пару подшипниковых торцевых щитов с механическим упором для вала ротора на одном из щитов и проходной направляющей подшипниковой втулкой для вала ротора на другом из щитов, а также магнитные подшипники, выполненные в виде пары закрепленных на валу ротора магнитотвердых роторов и пары соосно расположенных по отношению к ним магнитотвердых статоров, выполненных в форме цилиндров, закрепленных в подшипниковых торцевых щитах корпуса, отличающийся тем, что роторы магнитных подшипников выполнены конусообразными симметрично друг другу, а их статоры выполнены с соответствующими роторам конусными выемками, причем ротор и статор каждого из магнитных подшипников выполнены с намагничиванием по своим высотам в едином последовательно-согласном направлении вдоль оси двигателя.
2. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что механическое сочленение между одним из торцевых подшипниковых щитов корпуса и статором одного из магнитных подшипников выполнено в виде направленного вдоль оси двигателя резьбового соединения, образованного внешней резьбой на проходной направляющей подшипниковой втулке для вала в торцевом щите корпуса и посаженной на резьбу указанной втулки фигурной гайкой, прикрепленной к тыльной части статора соответствующего магнитного подшипника, при этом на внешнюю резьбу проходной направляющей подшипниковой втулки для вала последовательно с фигурной гайкой статора упомянутого магнитного подшипника посажена контргайка для фиксации статора магнитного подшипника в требуемых положениях.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9494006656A RU2076428C1 (ru) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | Электродвигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9494006656A RU2076428C1 (ru) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | Электродвигатель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94006656A RU94006656A (ru) | 1995-08-20 |
RU2076428C1 true RU2076428C1 (ru) | 1997-03-27 |
Family
ID=20152888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9494006656A RU2076428C1 (ru) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | Электродвигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2076428C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2176039C2 (ru) * | 1999-02-23 | 2001-11-20 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Радиально-аксиальный подшипник |
CN102654128A (zh) * | 2011-03-01 | 2012-09-05 | 胡道明 | 磁悬浮水下电动泵 |
CN106321633A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-01-11 | 湘潭大学 | 一种新型混合磁悬浮轴承 |
CN108050158A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-18 | 燕山大学 | 一种磁液双悬浮支承锥形轴承 |
CN108988568A (zh) * | 2018-10-11 | 2018-12-11 | 安徽威能电机有限公司 | 磁悬浮式电机 |
RU2700276C1 (ru) * | 2018-12-26 | 2019-09-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Электрическая машина |
CN112271958A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种磁悬浮电机及其轴承结构 |
-
1994
- 1994-02-23 RU RU9494006656A patent/RU2076428C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 454635, кл. H 02 K 1/06, 1972. Заявка ФРГ N 2515608, кл. F 16 C 32/04, 1976. Авторское свидетельство СССР N 847443, кл. H 02 K 5/16, 1981. * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2176039C2 (ru) * | 1999-02-23 | 2001-11-20 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Радиально-аксиальный подшипник |
CN102654128A (zh) * | 2011-03-01 | 2012-09-05 | 胡道明 | 磁悬浮水下电动泵 |
CN102654128B (zh) * | 2011-03-01 | 2015-11-25 | 胡道明 | 磁悬浮水下电动泵 |
CN106321633A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-01-11 | 湘潭大学 | 一种新型混合磁悬浮轴承 |
CN106321633B (zh) * | 2016-11-07 | 2018-06-05 | 湘潭大学 | 一种新型混合磁悬浮轴承 |
CN108050158A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-18 | 燕山大学 | 一种磁液双悬浮支承锥形轴承 |
CN108050158B (zh) * | 2017-11-23 | 2020-08-14 | 燕山大学 | 一种磁液双悬浮支承锥形轴承 |
CN108988568A (zh) * | 2018-10-11 | 2018-12-11 | 安徽威能电机有限公司 | 磁悬浮式电机 |
RU2700276C1 (ru) * | 2018-12-26 | 2019-09-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Электрическая машина |
CN112271958A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种磁悬浮电机及其轴承结构 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7456534B2 (en) | Rotating electrical machine | |
EP2479871A1 (en) | Electrical machines | |
US20050264118A1 (en) | Conical bearingless motor/generator | |
US11383071B2 (en) | Tattoo device with motor having built-in motion conversion member | |
CN107425647B (zh) | 采用五自由度混合磁轴承的车载飞轮电池 | |
JP2003102145A (ja) | 磁気浮上モータ、及び磁気軸受装置 | |
US5233254A (en) | Conical rotor for switched reluctance machine | |
RU2076428C1 (ru) | Электродвигатель | |
CN107124069A (zh) | 一种磁悬浮转子支承系统、磁悬浮电机及吸尘器 | |
CN110435931B (zh) | 一种磁悬浮控制力矩陀螺高速转子装置 | |
CN1229307A (zh) | 支承结构 | |
US5588754A (en) | Backup bearings for extreme speed touch down applications | |
CN111404317A (zh) | 一种磁悬浮电机 | |
CN110131314B (zh) | 磁悬浮轴承、电机、压缩机和空调器 | |
KR102163168B1 (ko) | 에어 베어링을 적용한 선형 시스템 및 이를 갖는 선형 평가 시스템 | |
CN210135170U (zh) | 磁悬浮轴承、电机、压缩机和空调器 | |
US4543780A (en) | Drive and mounting for an open-end spinning unit | |
CN109681525B (zh) | 磁悬浮轴承及电机 | |
CN206850594U (zh) | 一种磁悬浮电机及吸尘器 | |
CN116336078A (zh) | 一种自然电磁磁悬浮与气体动压悬浮组合悬浮轴系 | |
RU124339U1 (ru) | Магнитный подшипник | |
CN211089341U (zh) | 一种贯通式直线电机 | |
SU847443A1 (ru) | Электродвигатель с магнитнымипОдшипНиКАМи | |
CN107093939A (zh) | 一种磁悬浮电机及吸尘器 | |
RU94006656A (ru) | Электродвигатель |