устройство для измерения момента сопротивления от сил "магнитного трения" в неконтактных подвесах

Формула изобретения

Устройство для измерения момента сопротивления от сил «магнитного трения» в неконтактных магнитных подвесах, содержащее ротор осевого или радиального активного электромагнитного подшипника, приводимый во вращение двигателем, и статор активного электромагнитного подшипника, отличающееся тем, что статор снабжен дополнительными подшипниками, позволяющими ему поворачиваться вокруг оси вращения и перемещаться по оси регулировочными винтами в пределах воздушных зазоров, и цапфами, соединенными с динамометрами растяжения и (или) сжатия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения тормозного момента от действия вихревых токов и гистерезиса в роторных механизмах на электромагнитных опорах.

Известны устройства, сходные по назначению, например для измерения крутящего момента двигателей, в том числе «Способ автоматического и непрерывного изменения крутящего момента и скорости вращения выходного вала в зависимости от сопротивления движению и устройство для его осуществления» (патент РФ № 2398989, F16H 3/74 от 10.09.2010), или «Устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах» (патент РФ № 2326355, G01L 1/12, 2006.01), или «Устройство для измерения крутящего момента на вращающемся валу» (заявка № 2005133529/28, 31.10.2005).

Наиболее близким по решаемым задачам и технической реализации является устройство для измерения крутящего момента электродвигателей «Моментомер Г.Л. Никулина» (патент РФ № 2006009, кл. G01L 3/10, 1994 г.), выбранный в качестве прототипа, сущность которого заключается в том, что устройство содержит две полумуфты, соединенные упругими элементами и установленные на соосных ведущем и ведомом валах. Полумуфты кинематически связаны зубчатым зацеплением, один элемент которого жестко связан с одной полумуфтой, а другой расположен на оси электромашинного преобразователя угла, жестко закрепленного на торце другой полумуфты. Измеритель крутящего момента выполнен в виде второго электромашинного преобразователя угла.

Недостатком данного устройства является его сложность и наличие электромашинного преобразователя угла, вносящего дополнительную погрешность в измерения. В прототипе производится измерение не момента, а угла перемещения упругого элемента, что вносит дополнительную погрешность в измерения из-за возможной нелинейности характеристики упругих элементов.

Техническим результатом является упрощение устройства и повышение точности, которое достигается за счет того, что устройство для измерения момента сопротивления от сил «магнитного трения» в неконтактных магнитных подвесах, содержащее ротор осевого или радиального активного электромагнитного подшипника, приводимый во вращение двигателем, статор активного электромагнитного подшипника снабжен дополнительными подшипниками, позволяющими ему поворачиваться вокруг оси вращения и перемещаться по оси регулировочными винтами в пределах воздушных зазоров, и цапфами, соединенными с динамометрами растяжения и (или) сжатия.

На фиг.1 представлен продольный разрез устройства на примере осевого активного электромагнитного подшипника, на фиг.2 - его вид с боку.

Устройство содержит ротор осевого активного электромагнитного подшипника в виде диска 1, закрепленного на валу 2, вращающегося в подшипниках 6 двигателем 3, и двух половин статора, состоящих из магнитопроводов 4 и управляющих катушек 5. Статор имеет возможность поворачиваться в подшипниках 7 и перемещаться в осевом направлении регулировочными винтами 8 в пределах воздушных зазоров 1 и 2. На статоре имеются цапфы 9, к которым на расстоянии R от центра вращения прикреплены динамометры растяжения и (или) сжатия 10.

Устройство работает следующим образом.

Вал 2 с диском 1 вращается двигателем 3 с частотой . На одну, или обе управляющие катушки 5 осевого активного электромагнитного подшипника подается ток, создающий в зазорах 1 и 2 магнитный поток. Диск 1 вращается в магнитном поле и в нем индуцируются вихревые токи и происходит перемагничивание доменов. В результате возникает тормозной момент М, который по третьему закону Ньютона передается на статор. Величину этого момента фиксируют динамометры 10.

Устройство предусматривает возможность измерять величину тормозного момента при различных воздушных зазорах 1 и 2, различных частотах вращения и величинах магнитной индукции в диске.

Устройство может использоваться и для измерения тормозного момента от действия вихревых токов и гистерезиса в роторе активных радиальных электромагнитных подшипников.