RU97100303A

RU97100303A - Упорный магнитный подшипник (варианты)

Info

Publication number: RU97100303A
Application number: RU97100303/28A
Authority: RU
Inventors: Дэнис М. Борови; Робин М. Миллер; Стивен Б. Николс
Original assignee: Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 1999-02-10

Claims

1. Упорный магнитный подшипник, содержащий вращающийся элемент, установленный с возможностью вращения вокруг оси вращения и перемещения вдоль указанной оси, имеющий торцевую поверхность и опорный участок, радиально выступающий из него и имеющий две стороны, управляющий элемент, имеющий пару расположенных напротив друг друга зубцов, обращенных к фрагменту указанного опорного участка с образованием между каждым из зубцов и соответствующей ему стороной опорного участка управляющего воздушного зазора, и постоянный магнит, имеющий первый магнитный полюс, примыкающий к указанному управляющему элементу и создающий постоянный магнитный поток, причем вращающийся элемент, его опорный участок и управляющий элемент обладают магнитной проводимостью, отличающийся тем, что он включает в себя нависающую консоль, примыкающую ко второму магнитному полюсу указанного магнита, имеющую поверхность, обращенную к указанной торцевой поверхности вращающегося элемента и отделенную от нее подмагничивающим воздушным зазором с обеспечением распространения магнитного потока от магнита через консоль к подмагничивающему воздушному зазору, при этом указанные нависающая консоль, подмагничивающий воздушный зазор, вращающийся элемент и его опорный участок, управляющие воздушные зазоры и управляющий элемент образуют замкнутый контур постоянного магнитного потока, распространяющегося от первого полюса постоянного магнита ко второму полюсу и создающего осевую силу притяжения между торцевой поверхностью вращающегося элемента и поверхностью консоли, являющуюся единственной осевой магнитной силой, создаваемой постоянным магнитом и воздействующей на указанный вращающийся элемент.

2. Упорный магнитный подшипник по п. 1, отличающийся тем, что указанная ось вращения имеет вертикальную составляющую, а указанная осевая сила притяжения достаточна для удержания веса вращающегося элемента и обеспечения заданной величины подмагничивающего воздушного зазора, а также установки опорного участка в среднее положение между зубцами управляющего элемента.

3. Упорный магнитный подшипник по п. 1, отличающийся тем, что он содержит обмотки, навитые внутри указанного управляющего элемента и проводящие электрический ток, возбуждающий в управляющем элементе, управляющих воздушных зазорах и во фрагменте опорного участка, расположенном между зубцами, электромагнитные поля для регулирования сил, действующих на опорный участок, и тем самым - регулирования положения этого опорного участка в промежутке между зубцами.

4. Упорный магнитный подшипник по п. 3, отличающийся тем, что он содержит по крайней мере один датчик, установленный с возможностью отслеживания положения какой-либо поверхности на указанном вращающемся элементе для измерения осевого положения этого вращающегося элемента и формирования электрического сигнала, несущего информацию о его осевом положении.

5. Упорный магнитный подшипник по п. 4, отличающийся тем, что он содержит средства обработки сигналов восприятия, обработки указанного сигнала осевого положения и управления подачей на указанные обмотки электрического тока и, в конечном итоге, регулирования электромагнитной силы при нахождении указанного опорного участка посередине между зубцами управляющего элемента.

6. Упорный магнитный подшипник по п. 4, отличающийся тем, что указанный датчик установлен на указанной нависающей консоли.

7. Упорный магнитный подшипник по п. 1, отличающийся тем, что указанный управляющий элемент расположен снаружи за внешним диаметром указанного вращающегося элемента.

8. Упорный магнитный подшипник по п. 1, отличающийся тем, что в центре указанной нависающей консоли выполнено отверстие.

9. Упорный магнитный подшипник по п. 1, отличающийся тем, что указанный управляющий элемент выполнен из магнитопроводящего материала с высокочастотным диапазоном пропускаемых частот.

10. Упорный магнитный подшипник по п. 1, отличающийся тем, что указанный опорный участок выступает в радиальном направлении из указанного вращающегося элемента.

11. Упорный магнитный подшипник по п. 1, отличающийся тем, что указанный вращающийся элемент снабжен кольцевым гребнем, радиально выступающим из его торцевой части для обеспечения в зоне указанной торцевой поверхности увеличения площади, через которую проходит постоянный магнитный поток.

12. Упорный магнитный подшипник по п. 11, отличающийся тем, что указанный кольцевой гребень радиально выступает в виде утолщения вращающегося элемента.

13. Упорный магнитный подшипник, содержащий вращающееся средство, установленное с возможностью вращения вокруг оси и перемещения вдоль указанной оси, имеющее торцевую поверхность и опорный участок, радиально выступающий из него и имеющий две стороны, через которые может проходить магнитный поток, средство управления направлением движения магнитного потока, имеющее пару находящихся напротив друг друга зубцов, обращенных к фрагменту указанного опорного участка с образованием между каждым из зубцов и соответствующей ему стороной опорного участка управляющего воздушного зазора, и постоянный магнит создания постоянного магнитного потока, имеющий первый магнитный полюс, примыкающий к указанному средству управления, отличающийся тем, что он включает в себя консольное средство направления движения магнитного потока от указанного магнита к подмагничивающему воздушному зазору, примыкающее ко второму магнитному полюсу магнита и имеющее поверхность, обращенную к указанной торцевой поверхности вращающегося средства и отделенную от нее подмагничивающим воздушным зазором, при этом указанные консольное средство, подмагничивающий воздушный зазор, вращающееся средство и его опорный участок, управляющие воздушные зазоры и средство управления образуют замкнутый контур постоянного магнитного потока, распространяющегося от первого полюса постоянного магнита ко второму полюсу, и создающего осевую силу притяжения между торцевой поверхностью вращающегося средства и поверхностью консоли, являющуюся единственной магнитной силой, создаваемой постоянным магнитом и воздействующей на указанное вращающееся средство.

14. Упорный магнитный подшипник по п. 13, отличающийся тем, что указанная ось вращения имеет вертикальную составляющую, а указанная осевая сила притяжения достаточна для удержания веса вращающегося средства, обеспечения заданной величины подмагничивающего воздушного зазора, а также установки опорного участка в среднее положение между зубцами средства управления.

15. Упорный магнитный подшипник по п. 13, отличающийся тем, что он содержит обмотки, навитые внутри указанного средства управления и проводящие электрический ток, возбуждающий в средстве управления, управляющих воздушных зазорах и во фрагменте опорного участка, расположенном между зубцами, электромагнитные поля для регулирования сил, действующих на опорный участок, и тем самым - регулирования положения этого опорного участка в промежутке между зубцами.

16. Упорный магнитный подшипник по п. 15, отличающийся тем, что он содержит по крайней мере один датчик, установленный с возможностью отслеживания положения какой-либо поверхности на указанном вращающемся средстве и предназначенный для измерения осевого положения вращающегося средства и формирования электрического сигнала, несущего информацию о его осевом положении.

17. Упорный магнитный подшипник по п. 16, отличающийся тем, что он содержит средства обработки сигналов, восприятия, обработки указанного сигнала осевого положения, подачи на указанные обмотки электрического тока для регулирования электромагнитной силы при нахождении указанного опорного участка посередине между зубцами средства управления.

18. Упорный магнитный подшипник по п. 16, отличающийся тем, что указанный датчик установлен на указанной нависающей консоли.

19. Упорный магнитный подшипник по п. 13, отличающийся тем, что указанное средство управления расположено снаружи за внешним диаметром указанного вращающегося средства.

20. Упорный магнитный подшипник по п. 13, отличающийся тем, что в центре указанного консольного средства выполнено отверстие.

21. Упорный магнитный подшипник по п. 13, отличающийся тем, что указанное средство управления выполнено из магнитопроводящего материала с высокочастотным диапазоном пропускаемых частот.

22. Упорный магнитный подшипник по п. 13, отличающийся тем, что указанный опорный участок выступает в радиальном направлении из указанного вращающегося средства.

23. Упорный магнитный подшипник по п. 13, отличающийся тем, что указанное вращающееся средство снабжено кольцевым гребнем, радиально выступающим из его торцевой части для обеспечения в зоне указанной торцевой поверхности увеличения площади, через которую проходит постоянный магнитный поток.

24. Упорный магнитный подшипник по п. 23, отличающийся тем, что указанный кольцевой гребень радиально выступает в виде утолщения вращающегося средства.