Магнитный подвес ротора

(19) 1) 673 51)5 Р 16 С 32/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТОРС СВИДЕТЕЛЬСТВУ ной срова вязи свя ния и обм ерживаю ении. Дл щающих с оторви пе вием рот двумя д а, выход 2-му ия коо рректир я ротора стройст даются де прои и детек, опревом 11на втотирую- выходется по гналов са, т,е. ил. рмируных скарпууса, 1 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТСССР(54) МАГНИТНЫЙ ПОДВЕС РОТОРА(57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к магнитному подвесу ротора, и может быть использовано вмалошумных роторных механизмах, Цельизобретения - снижение уровня вибрациикорпуса механизма путем компенсации синхронных возмущающих сил, возник)цих отдебаланса и от взаимодействия ротора икорпуса. Магнитный подвес ротора содержит радиальную магнитную опору, закрепленную в корпусе 1 и включающую четыре электромагнита 2, Два контура 4 и 5 отрицательной обрат 3вом 3 детекти омагнитов 2 удзаданном полож ясинхронных возмуных дебалансом р Рвым взаимодейст омагнитный подвес снабженми 12 и 13 ускорения корпусрых подключены к 1-му иустройства 10 преобразовапоследнее вырабатывает косигналы с частотой вращениделяемой тахометрическим уК р ующие сигналы посумматоров 8 и 9,ние их с сигналамйства 3. Амплитудов устройства 10 фминимальных выхо атчиков 12 и 13 ускорения инимальных колебаний кор ы с устройстами электроих ротор в омпенсации обусловленменным силов и корпуса,атчикаы кото- входам рдинат, ующиеИзобретение относится к машиностроению, а именно к магнитному подвесу ротора, и может быть использовано в роторныхмалошумных механизмах на магнит ыхопорах.Целью изобретения является снижениеуровня вибраций корпуса механизма с магнитным подвесом ротора путем компенса ции синхронных возмущающих сил,возникающих от дебаланса и от взаимодействия ротора и корпуса,На чертеже изображена схема управления магнитным подвесом ротора.Устройство содержит закрепленную вкорпусе 1 радиальную магнитную опору,включающую в себя четыре электромагнита2, устройство 3 для детектирования радиального положения ротора, два контура 4 и5 отрицательной обратной связи, каждый изкоторых связан с устройством детектирования и обмотками указанных электромэгнитов 2 и включает регуляторы 6 и " ока исумматоры 8 и 9, Вторые входы каждоосумматора 8 и 9 соединены с выходами устройства 10 преобразования координат, третий вход которого соединен стахометрическим устройством 11, первый ивторой - с датчиками 12 и 13 ускорениякорпуса, расположенными под углом 90"один относительно другого.Устройство 3 детектирования содержитиндуктивные датчики 14 - 17, выходы которых подсоединены попарно к входам сумматоров 18 и 19, выходы которых являютсявыходами детектирующего устройства, Устройство 10 преобразования координат содержит первый контур 20 преобразования,два выхода которого соединены с двумя входами второго контура 21 преобразованиячерез интеграторы 22 и 23, Первый контур20 преобразования может быть выполненна четырех аналоговых перемножителях типа 525 ПС 2 А и одном операционном усилителе типа 140 УДбА, выполняющим функциюинвертора.Второй контур 21 преобразования может быть выполнен на четырех аналоговыхперемножителях типа 525 ПС 2 А, на выходекоторых подключены два сумматора, выполненные на операционных усилителях типа140 УД 6, Интеграторы 22 и 23 могут бытьвыполнены на операционных усилителях типа 140 УД 14, в цепи отрицательной обратной связи которых включены конденсаторы, Сумматоры 8, 9 и 18. 19 могут быть выполнены на операционном усилителе, на инверти рующий вход которого через резисторы подаются суммируемые сигналы,Устройство работает следующим образом.В случае, например, биения вращающейся магнитной системы, размещенной на роторе (даже при условии идеального отбалансированного ротора), возникает переменная сила взаимодействия ротора и магнитного подшипника, закрепленного в корпусе 1 из-эа изменения величины воздушного зазора под электромагнитами подшипника. Это приводит к о 1 клонению ротора от заданного положения, т.е, к вращению оси ротора, что отслеживается устройством детектирования положения ротора 3, на выходе которого возникают синусоидальные сигналы, которые суммируются в сумматорах 8 и 9 с выходными сигналами устройства 10 преобразования координат, которое формирует выходные сигналы по принципу минимальных колебаний корпуса,Оормирование сигналов устройством осуществляется следующим образом, Первый контур 20 преобразования получает на свои первый и второй входы сигналы Х и У вырабатываемые датчиками 12 и 13 ускореюл корпуса Сигналы Х и У, - представляют радиальное ускорение корпуса, т,е радиус-вектор в неподвижной системе координат, перпендикулярной оси корпуса. Первый контур 20 преобразования осуществляет преобразование координат, неподвижной системы координат в подвижную и вращающуюся относительно неподвижной с 1 стемы с частотой вращения ротора, определяемой тахометрическим устройством 11. Выходы первого контура 20 преобразования представляют собой координаты конца радиуса-век-ора ускорения во вращающейся системе координат и соответственно рав- ны где ю - угловая скорость ротора; 1- время,Сиг налы Х и У поступают на входы интеграторов 22 и 23 с полосой пропускания, ограниченной низкими частотами. Выходные сигналы Х 1 У 1 ин геграторов 22 и 23 поступают на первый и второй входы второго контура 21 преобразования, который осуществляет преобразование подвижной системы координат в неподвижную и подает сигналы 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Х=Х,сов щ 1+У злат;У. - Х; з 1 п со т+ У сова т Х 1 = Х 1соз а)- У 1я 1 п гО 1); У 1=-Х 1 зал со сУ сов вс1673766 на вторые входы сумматоров 8 и 9, Сигналы Х 1 У 1 сформированы по фазе и амплитуде таким образом, что сумма сигналов на входе регуляторов 6 и 7 тока, питающих электромагниты 2, обеспечивает минимизацию выходных сигналов датчиков 12 и 13 ускорения корпуса. Формула изобретения Магнитный подвес ротора, содержащийпо меньшей мере одну магнитную радиальную опору с электромагнитами, закрепленную в 5 корпусе, устройство для детектирования положения ротора, два контура обратной отрицательной связи, связанных с устройством детектирования и обмотками электромагнитов опор, каждый из контуров включает регу лятор тока и по меньшей мере один сумматор,вторые входы каждого сумматора соединены с выходами устройства преобразования координат, третий вход которого соединен с тахо- метрическим устройством, о т л и ч а ю щ и й 15 с я тем, что, с целью снижения вибраций начастотах, кратных частоте вращения, он снабжен по меньшей мере, двумя датчиками ускорения корпуса, расположенными под углом 90 друг относительно друга, выходы которых 20 соединены с первым и вторым входами устройства преобразования координат,Хк = Хр + Х 1 = 0 У.=У,+Х=о,где Хр и Ур - выходные сигналы устройствадетектирования положения ротора,Использование предлагаемого магнитного подвеса ротора, позволяет за счет компенсации синхронных возмущающих сил, возникающих от дебаланса и от взаимодействия ротора и корпуса, снизить уровень вибрации корпуса механизма на основной и двойной частоте вращения. Составитель Т.Орлова Редактор Ю,Середа Техред М.Моргентал Корректор М.ПожоПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2905 Тираж 413 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5