Электромагнитная опора

Союз Соаетскмк Социалистических т еслублмкОПИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АйтТУСАТОМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ(22) Заяалеио 26. 12. 78 (21) 2702324/25-27с лрисоедммеимем заявки йо(и)804902 РМ кт( 3 Е 16 С 32/04 Гоеуавретвеииый комитет СССР по дедам изобретений и открытийДата опублмковаиия описания 15. 02. 81 2) Авторыизобретени И. Костылев и Н, В. Васо яноваЦБщ у.,вите вашский государст и универ 54) ТРОИАГНИТНАЧ ОПОРА ма сяжений;ванием наяз изоликтромаг жащих ются с эл оиденсат Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано например,для магнитной подвески рамок гидроскопов в тех случаях, когда требуется повышенная жесткость опор,Известен электромагнитный подшипник с резонансным контуром, содержащий электромагниты переменного тока, внешние конденсаторы, образующие с катушками электромагнита резонансные контуры, подвешиваемый вал, снабженный ферромагнитным полюсом И.Недостатком известного подшипника является его невысокая жесткость.Цель изобретения - увеличение жесткости электромагнитной опоры.указанная цель достигается тем, что один вывод внешнего конденсатора электрически соединен с магнитопроводом первого электромагнита, образующего рабочей поверхностью своего полюса одну обкладку первого конденсатора собственной емкости опоры, у которого вторая обкладка, являющаяся общей для второго конденсатора собственной емкости опоры образована рабочей поверхностью полю" са вала, а магнитопровод второго электромагнита, образующего рабочей поверхностью полюса первую обкладку второгоконденсатора собственной ем кости опоры, электрически соединен со вторымвыводом внешнего конден сатора.На фиг. 1 представлена конструкция электромагнитной опоры; на фиг. 2 - ее электрическая схе использованием резонанса напр 1 О на фиг. 3 - то же, с использорезонанса токов.Предлагаемая электромагнитопора конструктивно состоит и рующего основания 1, двух эле 15 нитов переменного тока, содермагнитопроводы 2 и 3, катушки 4 и 5, рабочие поверхности 6 и 7 полюсов электромагнитов, подвешиваеьый вал 8 с рабочей поверхностью 9 ферро 9 магнитного полюса, Рабочие поверхности 6 и 7 полюсов магнитопроводов 2.и 3 электромагнитов и рабочая поверхность 9 полюса подвешиваемого вала образуют обкладки конденсатора 25 10 и 11 собственной емкости, показанных на фиг. 1 пунктиром. Для вклю чения конденсаторов 10 и 11 магнитопроводы 2 и 3 электрически соединя ементами схемы, при этом 30 к оры 10 и 11 оказываютсявключенными последовательно. С противоположной стороны вала может быть установлен аналогичный подшипник. Число электромагнитов может быть любым, в том числе и один. Однако в этом случае для подключения в схему обкладки конденсатора собственной вмемкости, образованной рабочей поверхностью 9 полюса подвешиваемого вала 8, необходимо использовать гибкий токопровод, электрически соединенный с валом 8.В предлагаемом электромагнитном подшипнике может быть использован как резонанс напряжений, так и резонанс токов и принципиального значения это не имеет.Электрическая схема соединения элементов электромагнитного подшипника при использовании резонанса напряжений содержит катушки 4 и 5 электромагнитов, которые могут быть включены последовательно или параллельно, конденсаторы собственной емкости 10 и 11,включенные между собой последовательно, так как (йиг. 1) одна обкладка 9 у них общая, подключены параллельно внешнему конденсатору 12, источник питания - источник 13 напряжения. Для подключения конденсаторов собственной емкости 10 и 11 параллельно внешнему конденсатору 12 магнитопроводы 2 и 3 электрически соединены с его выводами.Электрическая схема соединения, элементов электромагнитного подшипника при использовании резонанса токов содержит катушки 4 и 5 электромагнитов, конденсаторы собственной емкости 10 и 11, внешний конденсатор 12 и источник питания - источник 14 тока.Работает электромагнитный подшипник следующим образом.В установившемя режиме при включенном источнике 13 или 14 питания по катушкам 4 и 5 электромагнитов протекает переменный ток. Величина суммарной индуктивности катушек и емкости конденсаторов резонансного контура выбираются таким образом, чтобы при заданной частоте источника питания система находилась вблизи резонанса, причем рабочая точка располагалась на ветви резонансной характеристики, соответствующей спаду тока в индуктивности при увеличении последней. Магнитный поток, созданный током в магиитопроводах 2 и 3, вызывает электромагнитное усилие, стремящееся сместить подвешенный вал 8 в сторону уменьшения рабочего зазора между поверхностями 6,7 и 9 полюсов. Однако в установившемся режиме эта сила скомпвисярована электромагнитным усилием аналогично подшипника, расположенного на противоположном конце вала, поэтому вал остаетс в равновесииПредположим, что под действиемвнешней силы вал 8 сместился от положения равновесия в сторону уменьшения рабочего зазора. Это приведет к тому, что увеличивается индуктивность катушек 4 и 5 и в отличие от известного возрастает и суммарная емкость резонансного контура за счет роста собственной емкости конденсаторов 10 и 11. Ток катушек 4 и 5 уменьшается сильнее, чем в известных электромагнитных подшипниках, Электромагнитное усилие снизится и подвешиваемый вал вернется в исходное состояние.При удалении подвешиваемого вала8 от магнитопроводов 2 и 3 индуктивность катушек 4 и 5 и суммарная емкость резонансного контура будутуменьшаться, что вызовет увеличениетока и силы притяжения электромагнит тов, возвращающей подвешиваеьый вал8 вположение равновесия.Включение в резонанс контур внешнего конденсатора 12 нежелательно,так как он снижает степень изменениясуммарной емкости прн изменении величины рабочего зазора и, следовательно, уменьшает жесткость подшипника. Необходимость в этом конденсаторе возникает в том случае, когда требуется точная настройка реэо- ЗО нансного контура, Однако учитываясравнительно высокую частоту источников питания, а также весьма малыезазоры подшипников, можно обеспечитьсобственную емкость подшипника зна чительно больше емкости внешнегоконденсатора 12.Увеличения собственной емкости11 и 12 можно добиться использованием специально для этих целей допол 4 ф нительных обкладок, располагаемыхна свободном от полюсов электромагнитов в месте их включения в цепьпараллельно внешнему конденсатору 12.В электромагнитном подшипнике токэлектромагнитов определяется не толь-.ко изменением величины индуктивностиих катушк, но и изменением емкостирезонансного контура, поскольку благодаря подключению параллельно внеш Е нему конденсатору емкости, создаваемой полюсами электромагнитов и подвешивавмого зала, она также приобретает зависимость от величины зазора.Предлагавший электромагнитный подшипник благодаря включению собствен-.ной емкости в резонансный контур, атакже возможности использования электростатических сил обладает большейжесткостью, чем известные.Формула изобретения.Электромагнитная опора, содержащая, по меньшей мере, два электромагнита переменного тока, установленных804902 Составитель Т. Хромовава Техред И,Коштура Корректор Г. Решетни ктор М. П аказ 10833/51 Подпис ВНИИПИ Г уд тета СССР по дел и крытий 113035, ск кая наб., д. Тираж 871арствениого комизобретений и от ва, Ч, Раушс ос ам Мо 4 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. тн на изолирующем основании, внешнийконденсатор, составляющий с катушками электромагнита резонансный контур,вал, снабженный ферромагнитным полюсом, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью увеличения жесткости,один вывод внешнего конденсатораэлектрически соединен с магнитопроводом первого электромагнита, образующего рабочей поверхностью своего полюса одну обкладку первого конденсатора собственной емкости опоры, укоторого вторая обкладка, являющаяся общей для второго конденсатора собственной емкости опоры, образована рабочей поверхностью полюса вала,а магнитопровод второго электромагнита, образующего рабочей поверхностью полюса первую обкладку второгоконденсатора собственной емкостиопоры, электрически соединен со вторым выводом внешнего конденсатора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 11 1. Магнитные и магнитогидродинамические опоры, сост, цетлин, М.,фЭнергия", 1968, с. 54-57.