УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА СОПРОТИВЛЕНИЯ ОТ СИЛ "МАГНИТНОГО ТРЕНИЯ" В НЕКОНТАКТНЫХ ПОДВЕСАХ
DEVICE FOR MEASUREMENT OF MOMENT OF RESISTANCE DUE TO FORCES OF MAGNETIC FRICTION IN NON-CONTACT SUSPENSIONS

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 δ1 и δ2. 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 ω. На одну, или обе управляющие катушки 5 осевого активного электромагнитного подшипника подается ток, создающий в зазорах δ1 и δ2 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 δ1 и δ2, 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.