RU2475928C1 - Высокоскоростная магнитоэлектрическая машина с вертикальным валом - Google Patents
Высокоскоростная магнитоэлектрическая машина с вертикальным валом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475928C1 RU2475928C1 RU2011124650/07A RU2011124650A RU2475928C1 RU 2475928 C1 RU2475928 C1 RU 2475928C1 RU 2011124650/07 A RU2011124650/07 A RU 2011124650/07A RU 2011124650 A RU2011124650 A RU 2011124650A RU 2475928 C1 RU2475928 C1 RU 2475928C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearings
- vertical shaft
- rotor
- rate
- magnetic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в высокоскоростных магнитоэлектрических машинах. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в расширении функциональных возможностей высокоскоростных магнитоэлектрических машин благодаря введению возможности регулирования и управления положением ротора не только в радиальном, но и в аксиальном направлении, а также в обеспечении увеличения жесткости подвеса роторной системы, что повышает надежность машины. Указанный технический результат достигается за счет применения блока из двух газовых турбин и выполнения магнитных опор в виде комбинированных магнитных подшипников и подпятников, а также за счет установки на вертикальном валу двух аварийных подшипников на постоянных магнитах. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в высокоскоростных магнитоэлектрических машинах.
Известны электрические машины, использующие опоры с газовой смазкой для бесконтактной поддержки ротора. (Опоры скольжения с газовой смазкой. Под редакцией С.А.Шейнберга М.: Машиностроение, 1979). В таких машинах ротор, насаженный на вал, верхняя и нижняя цапфы которого в радиальном направлении удерживаются посредством радиальных подшипников, а нижняя цапфа которого опирается на упорный механический подшипник, сила левитации создается газом, который подается в рабочий зазор под давлением.
Основным недостатком таких машин является необходимость в наличие компрессора, обеспечивающего нагнетания газа в рабочей зазор.
Известен вертикальный электродвигатель с газодинамической левитацией ротора [патент №14703, кл. H02K 29/00, 2000 г.], содержащий цилиндрический ротор, насаженный на вал, верхняя и нижняя цапфы которого установлены в радиальных подшипниках, жестко закрепленных в торцевых фланцах внешнего статора, на внутренней поверхности которого уложена трехфазная электрическая обмотка, а нижняя цапфа которого опирается на упорный механический подшипник, имеет воздушный винт, насаженный на верхнюю цапфу вала ротора.
Недостатком такой конструкции является то, что левитационная способность газового подшипника в связи с малой вязкостью газов с увеличением зазора резко уменьшается, а также ограничены функциональные возможности управления, обусловленные сложностью регулирования положения ротора.
Известна также синхронная электрическая машина с магнитным подвесом ротора [патент №44773, кл. F16C 39/06, 2005 г.], содержащая статор и ротор, выполненный из немагнитного материала, с обмоткой возбуждения из сверхпроводящего материала, магнитные подшипники установлены на торцах статора.
Недостатками такого двигателя являются сложность его конструкции, загруженность осевой подшипниковой опоры и радиальных подшипниковых опор.
Наиболее близкой к предлагаемой конструкции является конструкция электромагнитного преобразователя с подпятником на постоянных магнитах (Ситин Д.А. «Магнитные системы синхронных электрических машин с редкоземельными постоянными магнитами и повышенной частотой вращения», автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, 2009), содержащая статор и ротор, насаженный на вертикальный вал, с подпятниками на постоянных магнитах, удерживающими роторную систему.
Недостатком этой конструкции являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что регулирование положения ротора возможно лишь в радиальном направлении.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей, благодаря введению регулирования и управления положением ротора не только в радиальном, но и в аксиальном направлении, увеличение жесткости подвеса, за счет применения блока газовых турбин, комбинированных магнитных подшипников и подпятников и дополнительной установки аварийных подшипников на постоянных магнитах.
Поставленная задача достигается тем, что в высокоскоростной магнитоэлектрической машине с вертикальным валом, содержащей статор, ротор, насаженный на вертикальный вал, подшипники и подпятники, согласно изобретению, введен блок газовых турбин, установленный на вертикальном валу машины, причем магнитные опоры вертикального вала выполнены в виде комбинированных магнитных подшипников и подпятников, при этом дополнительно установлены на вертикальном валу аварийные магнитные подшипники, позволяющие увеличить жесткость подвеса роторной системы и надежность машины.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фигуре 1 изображен общий вид устройства. На фигуре 2 изображен блок из двух газовых турбин, отделенных друг от друга разделительным кольцом.
Устройство содержит: осевые комбинированные магнитные подпятники - 1, 2, состоящие из кольцевого постоянного магнита, установленного на конце вертикального вала, и кольцевой электромагнитной катушки, закрепленной в держателе 3, 4; блок из двух совмещенных газовых турбин, установленный на вертикальном валу - 5, отделенных друг от друга разделительной стенкой 6; радиальные комбинированные магнитные подшипники - 7, 8, состоящие из кольцевого постоянного магнита, насаженного на вертикальный вал, и кольцевой электромагнитной катушки, установленной в корпусе машины; аварийные подшипники на постоянных магнитах - 9, 10, состоящие из внутреннего кольцевого постоянного магнита, насаженного на вертикальный вал, и внешнего кольцевого постоянного магнита, установленного в корпусе машины; ротор с постоянными магнитами - 11; статор - 12;
Устройство работает следующим образом. Посредством газовых турбин 5, вертикальный вал, с насаженным на него ротором, достигает номинальной частоты вращения. Магнитные комбинированные подшипники 7, 8 и аварийные магнитные подшипники 9, 10 обеспечивают бесконтактное вращение роторной системы. Магнитные подпятники 1, 2 удерживают роторную систему в осевом направлении. Таким образом, использованием системы магнитных подшипников (7, 8, 9, 10) и подпятников (1, 2) обеспечивается полный подвес роторной системы. Регулирование положения ротора осуществляется непосредственно блоком газовых турбин, за счет изменения направления вращения турбин и разности скоростей между первой и второй турбиной, а также изменением управляющего напряжения на катушках комбинированных магнитных подшипников и магнитных подпятников. Аварийные магнитные подшипники 9, 10 обеспечивают дополнительную жесткость подвеса и предназначены для продолжения вращения вала при отказе электромагнитной катушки комбинированных магнитных подшипников, тем самым увеличивая надежность машины.
Итак, заявляемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности, благодаря введению регулирования и управления положением ротора не только в радиальном, но и в аксиальном направлении, увеличивает жесткость подвеса роторной системы и надежность машины за счет применения комбинированных магнитных подшипников и подпятников, блока газовых турбин и аварийных подшипников на постоянных магнитах.
Claims (1)
- Высокоскоростная магнитоэлектрическая машина с вертикальным валом, содержащая статор, ротор, насаженный на вертикальный вал, подшипники и подпятники, отличающаяся тем, что введен блок из двух газовых турбин, установленный на вертикальном валу машины, причем магнитные опоры вертикального вала выполнены в виде комбинированных магнитных подшипников и подпятников, при этом дополнительно установлены на вертикальном валу аварийные подшипники на постоянных магнитах.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011124650/07A RU2475928C1 (ru) | 2011-06-16 | 2011-06-16 | Высокоскоростная магнитоэлектрическая машина с вертикальным валом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011124650/07A RU2475928C1 (ru) | 2011-06-16 | 2011-06-16 | Высокоскоростная магнитоэлектрическая машина с вертикальным валом |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011124650A RU2011124650A (ru) | 2012-12-27 |
RU2475928C1 true RU2475928C1 (ru) | 2013-02-20 |
Family
ID=49121171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011124650/07A RU2475928C1 (ru) | 2011-06-16 | 2011-06-16 | Высокоскоростная магнитоэлектрическая машина с вертикальным валом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2475928C1 (ru) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540696C1 (ru) * | 2013-12-25 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Высокоскоростная электрическая машина с вертикальным валом |
RU2544009C1 (ru) * | 2014-04-14 | 2015-03-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Электромашина |
RU2547450C1 (ru) * | 2014-04-29 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Система на гибридных магнитных подшипниках |
RU2549883C1 (ru) * | 2014-04-14 | 2015-05-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Электромашина |
RU2555100C1 (ru) * | 2014-03-13 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Роторная система магнитоэлектрической машины |
RU2557069C1 (ru) * | 2014-04-14 | 2015-07-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Электромашина |
RU172156U1 (ru) * | 2016-11-29 | 2017-06-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Кировский завод электромагнитов "ДимАл" | Устройство разгрузки опорных подшипников вращающегося вала с нагрузочной массой |
RU2626461C1 (ru) * | 2016-02-25 | 2017-07-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Система на магнитных подшипниках |
RU2646408C1 (ru) * | 2016-11-29 | 2018-03-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Кировский завод электромагнитов "ДимАл" | Способ разгрузки опорных подшипников вращающегося вала с нагрузочной массой и устройство для его осуществления |
RU187711U1 (ru) * | 2018-07-23 | 2019-03-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Электрическая машина с интеллектуальной статорной клеткой |
RU2700276C1 (ru) * | 2018-12-26 | 2019-09-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Электрическая машина |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55145816A (en) * | 1979-04-28 | 1980-11-13 | Mitsubishi Precision Co Ltd | Magnetically floatingly supported rotary wheel |
WO1996005646A2 (en) * | 1994-08-08 | 1996-02-22 | British Nuclear Fuels Plc | An energy storage and conversion apparatus |
FR2776037A1 (fr) * | 1998-03-12 | 1999-09-17 | Copal Electronics | Structure formant palier pour un dispositif rotatif, tel qu'un moteur de scanner |
RU14703U1 (ru) * | 2000-01-31 | 2000-08-10 | Петербургский государственный университет путей сообщения | Вертикальный электродвигатель с газодинамической левитацией ротора |
RU44773U1 (ru) * | 2004-11-15 | 2005-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" | Синхронная электрическая машина с магнитным подвесом ротора |
RU2372535C2 (ru) * | 2002-07-10 | 2009-11-10 | Турбокор Инк. | Устройство увеличения допустимой осевой нагрузки в подшипниковой системе ротора |
-
2011
- 2011-06-16 RU RU2011124650/07A patent/RU2475928C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55145816A (en) * | 1979-04-28 | 1980-11-13 | Mitsubishi Precision Co Ltd | Magnetically floatingly supported rotary wheel |
WO1996005646A2 (en) * | 1994-08-08 | 1996-02-22 | British Nuclear Fuels Plc | An energy storage and conversion apparatus |
FR2776037A1 (fr) * | 1998-03-12 | 1999-09-17 | Copal Electronics | Structure formant palier pour un dispositif rotatif, tel qu'un moteur de scanner |
RU14703U1 (ru) * | 2000-01-31 | 2000-08-10 | Петербургский государственный университет путей сообщения | Вертикальный электродвигатель с газодинамической левитацией ротора |
RU2372535C2 (ru) * | 2002-07-10 | 2009-11-10 | Турбокор Инк. | Устройство увеличения допустимой осевой нагрузки в подшипниковой системе ротора |
RU44773U1 (ru) * | 2004-11-15 | 2005-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" | Синхронная электрическая машина с магнитным подвесом ротора |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Опоры скольжения с газовой смазкой. / Под ред. С.А. Шейнберга. - М.: Машиностроение, 1979. * |
Ситин Д.А. Магнитные системы синхронных электрических машин с редкоземельными постоянными магнитами и повышенной частотой вращения: Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М.: 2009. * |
Ситин Д.А. Магнитные системы синхронных электрических машин с редкоземельными постоянными магнитами и повышенной частотой вращения: Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М.: 2009. Опоры скольжения с газовой смазкой. / Под ред. С.А. Шейнберга. - М.: Машиностроение, 1979. * |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540696C1 (ru) * | 2013-12-25 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Высокоскоростная электрическая машина с вертикальным валом |
RU2555100C1 (ru) * | 2014-03-13 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Роторная система магнитоэлектрической машины |
RU2544009C1 (ru) * | 2014-04-14 | 2015-03-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Электромашина |
RU2549883C1 (ru) * | 2014-04-14 | 2015-05-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Электромашина |
RU2557069C1 (ru) * | 2014-04-14 | 2015-07-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Электромашина |
RU2547450C1 (ru) * | 2014-04-29 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Система на гибридных магнитных подшипниках |
RU2626461C1 (ru) * | 2016-02-25 | 2017-07-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Система на магнитных подшипниках |
RU172156U1 (ru) * | 2016-11-29 | 2017-06-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Кировский завод электромагнитов "ДимАл" | Устройство разгрузки опорных подшипников вращающегося вала с нагрузочной массой |
RU2646408C1 (ru) * | 2016-11-29 | 2018-03-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Кировский завод электромагнитов "ДимАл" | Способ разгрузки опорных подшипников вращающегося вала с нагрузочной массой и устройство для его осуществления |
RU187711U1 (ru) * | 2018-07-23 | 2019-03-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Электрическая машина с интеллектуальной статорной клеткой |
RU2700276C1 (ru) * | 2018-12-26 | 2019-09-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Электрическая машина |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011124650A (ru) | 2012-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2475928C1 (ru) | Высокоскоростная магнитоэлектрическая машина с вертикальным валом | |
Chen et al. | Review of bearingless motor technology for significant power applications | |
US11333196B2 (en) | Thrust active magnetic bearing for shaft slow roll control | |
JP2001511498A (ja) | 流体機械のロータ用軸受装置およびその使用方法 | |
US9048701B2 (en) | Passive magnetic bearings for rotating equipment including induction machines | |
KR20090007526A (ko) | 터보 기계 | |
CN101515774B (zh) | 高温超导永磁混合磁悬浮变频电机 | |
CN101207309A (zh) | 高速磁悬浮无轴承永磁电机 | |
US20140232226A1 (en) | High conical angle touch down bearing | |
CN107070073A (zh) | 一种磁悬浮飞轮电池 | |
US20140028132A1 (en) | Bearingless Flywheel Systems, Winding and Control Schemes, and Sensorless Control | |
CN104747595A (zh) | 高可靠性长寿命气体动压轴承 | |
RU2547450C1 (ru) | Система на гибридных магнитных подшипниках | |
Severson | Bearingless motor technology for industrial and transportation applications | |
Looser et al. | A hybrid bearing concept for high-speed applications employing aerodynamic gas-bearings and a self-sensing active magnetic damper | |
CN100568672C (zh) | 高温超导磁悬浮变频电机 | |
CA2861903C (en) | Electrical machine | |
RU2540696C1 (ru) | Высокоскоростная электрическая машина с вертикальным валом | |
Xu et al. | Hybrid pole type bearingless switched reluctance motor with short flux path | |
CN105864291B (zh) | 磁悬浮轴承、支撑装置以及电机组件 | |
RU2540215C1 (ru) | Гибридный магнитный подшипник с осевым управлением | |
Neustroev et al. | Passive Magnet Bearing Development for Axial Flux Permanent Magnet Generator with Diamagnetic Armature | |
RU2626461C1 (ru) | Система на магнитных подшипниках | |
CN103510206B (zh) | 基于磁悬浮减小摩擦的细纱机电机式锭子制作方法 | |
RU2646408C1 (ru) | Способ разгрузки опорных подшипников вращающегося вала с нагрузочной массой и устройство для его осуществления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150617 |