SU1005243A1 - Электрическа машина с магнитным подвесом ротора - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в высокоскоростных элёктрошпиндел х, микротурбодетандерах, гидроскопах и т.д.

Известен электродвигатель с магнитным подвесом ротора/ в котором радиальна  стабилизаци  ротрра осуществл етс  в поле посто нных магнитов за счет зубчатого строени  активных поверхностей подвеса, а осева  стабилизаци  - по системе авторегулировани , дл  чего используютс , электромагнитна  катушка и вихревой датчик осевого перемещени . Датчик осевого перемещени  установлен в неполвижном корпусе против конца вала ротора. В качестве аварийных опор применены шарикопод 1шпники 1 .

Недостатком такой конструкции  в л етс  -наличие шарикоподшипниковых опор, существенно усложн ющих конструкцию двигател  и ужесточающих требовани  к технологии его изготовлени  (посадочные места, заплечники и т.д.) В то же врем  при такой схеме подвеса аварийные опоры требуютс  дл , фиксации ротора лишь в осевом направлении, так как в радиальном направлении при отключении осевой системы регулировани  ротор будет стабилизироватьс  зубцами в поле посто нных магнитов.

«

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции электрической машины путем использовани  в качестве аварийной опоры датчика осевого перемещени  .

10

Указанна  цель достигаетс  тем что в электрической машине с магнитным подвесом ротора, содержащей укрепленные в корпусе и аварийные опоры, установленный на валу ро15 тора, радиальное стабилизирующее устройство в виде укрепленных на валу зубчатых дисков и взаимодействующих с ними посто нных магнитов, укрепленных в корпусе, магнитный демпфер ра20 диальных колебаний и осевое стабилизирующее устройство с установленным на валу датчиком осевого перемещени , на обращенной к валу поверхности датчика осевого перемещени  имеетс  за25 щитный длой из твердого материала, например сапфира, а обращенна  к датчику торцова  поверхность вала «ыполнена из электропроводного немагнитного материала, в центре которой под30 вижно установлен шарик.

Посто нные магниты выполнены в виде секторов.

На чертеже изображен высокоскоросной электрошлнндель с магнитным подт весом ротора.

Электрошпиндель содержит статор 1 пакет 2 ротора, вал 3 ротора и устройство магнитного подвеса ротора. Радиальное стабилизирующее устройство выполнено в виде дисков 4 - 7 с зубчатой формой активных поверхностей , установленных на валу ротора, и ответных дисков 8 - 13, установленных в неподвижном корпусе 14. В электрошпинделе имеетс , например, четыре чисто радиальных стабилизирую щих устройства, в которых Магнитное поле создаетс  посто нными магнитами 15 - 18, состо щими из двух секторов , укрепленных на ответных дисках 8-13, и одно радиальное стабилизирующее устройство, совмещенное с. системой осевой стабилизации 19. В этой системе магнитное поле создаетс  злектромагнитными катушками 20 и 21, ток в которых регулируетс  еле д щей системой 22 в зависимости от положени  ротора в осевом направлении . Дл  контрол  за положением ророта на его валу 3 против конца 23 установлен датчик осевого перемещени  24 вихревого типа. Датчик осевого перемещени  24 одновременно осуществл ет функцию и осевой аварийной опоры. Дл  этого над его активной торцовой поверхностью 25 введен защитный слой 26 в виде покрыти  твердым материалом, например сапфиром (). Конец 23 вала 3 ротора выполнен в виде немагнитной, но элекропроводной поверхности с укрепленным подвижно в центре шариком 27. В рабочем режиме ротор шпиндел  подвешен в магнитном поле и не касаетс  неподвижных частей. В аварийном режиме при нарушении работы системы осевой стабилизации, например обрыв в цепи катушек 20 и 21,;.ротор шпиндел  под действием сил одностороннего электромагнитного прит жени  в радиальных стабилизирующих устройствах вследствие асимметричного расположени  ротора в статоре начнет смещатьс  в осевом направлении и в результате конец 23 вала 3 ротора упретс  в торец датчика осевого перемещени  24. Благодар  малому трению в опоре и действию крут щего момента от накопленной ротором кинетической энергии ротор может вращатьс  длительное врем  без повреждений. На валу 3 ротора размещен демпфер радиальных колебаний , состо щий из укрепленного, на валу 3 ротора немагниргного, но электропроводного диска 28, расположенного между двум  кольцами посто нных магнитов 29 и 30, укрепленных в неподвижном корпусе 14.

Применение изобретени  позвол ет упростить конструкцию электрической машины, ее сборку и изготовление.

Claims (2)

1.Электрическа  машина с магнитным подвесом ротора, содержаща  укрепленные в корпусе статор и аварийные опоры, установленный на валу ротор , радиальное стабилизирующее устройство в виде укрепленных на валу . зубчатых дисков и взаимодействующих

р ними посто нных магнитов, укрепленных в корпусе, магнитный демпфер радиальных колебаний и осевое стабили- зирующее устройство с установленным на валу датчиком осевого перемещени , отличающа с  тем, что, с целью упрощени  конструкции путем использовани  последнего в качестве аварийной опоры, на обращенной к валу поверхности датчика осевого перемещени  имеетс  защитный слой из твердого материала, например сапфира, а обращенна  к датчику торцова  поверхность вала выполнена изэлектропроводного немагнитного материала, в центре которой подвижно установлен шарик.

2.Электрическа  машина по п 1, отличающа с  тем, что посто нные магниты выполнены в В1эде секторов .

Источники инфос  ации, ,рин тые во внимание при экспертизе 1. American Institute of Aeronautics and Astronautics paper. 1974, № 899, p.l-lO.

2Р