Асимметричный магнитный подвес

Техническое решение относится к устройствам для создания магнитной левитации.
В качестве прототипа выбрано устройство магнитного подвеса (патент России №169468, публ. 21.03.2017 г., Бюл. №9), содержащее путевую структуру, выполненную в виде неподвижной части магнитопровода, состоящей из базовой плиты и сборных призм с магнитами, сборные плиты имеют наклонные поверхности, а магниты соединены с ними, содержит подвижную часть магнитопровода, имеющую форму призмы и выполненную со скошенными поверхностями, магниты, соединенные со скошенными поверхностями подвижной части магнитопровода, причем магниты, соединенные с подвижной и неподвижной частями магнитопровода, намагничены перпендикулярно своей широкой стороне, и их плоскости параллельны друг другу, страховочные ролики, прикрепленные к горизонтальной поверхности подвижного магнитопровода, подвижная часть магнитопровода через опору соединена с полезной и нулевой нагрузками, линейный двигатель расположен между базовой плитой и подвижной частью магнитопровода.
К недостаткам устройства можно отнести большой размагничивающий фактор в элементах магнитопровода, что требует применение высокоэнергетичных магнитных материалов.
Задачей технического решения является снижения размагничивающего фактора в элементах магнитного подвеса.
Поставленная задача решается тем, что асимметричный магнитный подвес, состоящий из неподвижной части магнитопровода, включающий в себя базовую плиту и сборные призмы, имеющие наклонные поверхности с прикрепленными к ним магнитами, подвижной части магнитопровода в виде призмы с наклонными поверхностями и прикрепленными к ним магнитами, причем магниты, соединенные с подвижной и неподвижной частями магнитопровода, намагничены в направлении перпендикулярно своим широким сторонам, и их плоскости параллельны друг другу, причем магниты, скрепленные с подвижной и неподвижной частью магнитопровода расположены асимметрично относительно их полюсов.
Устройство обеспечивает существенное снижение размагничивающего фактора в элементах магнитного подвеса.
Устройство содержит общие с прототипом элементы: наличие путевой структуры в виде неподвижной части магнитопровода, содержащей базовую плиту, сборные призмы с наклонными поверхностями с прикрепленными, например наклеенными, к ним магнитами, намагниченными перпендикулярно своим широким сторонам, подвижную часть магнитопровода в виде призмы со скошенными поверхностями, к которым прикреплены, например наклеены, магниты, намагниченные перпендикулярно своим широким сторонам, плоскости магнитов подвижной и неподвижной частей магнитопровода расположены параллельно друг другу, страховочные ролики, прикрепленные к горизонтальной поверхности подвижной части магнитопровода, подвижная часть магнитопровода через шаровую опору соединена с полезной нагрузкой.
Отличительным признаком устройства является асимметричное расположение магнитов, прикрепленных к подвижной и неподвижной частям магнитного подвеса.
Отличительный признак обеспечивает решение поставленной задачи за счет удлинения силовой линии внутри ферромагнетика, из которого выполнены магнитопроводы.
На фиг. 1 представлен эскиз поперечного сечения асимметричного магнитного подвеса.
Асимметричный магнитный подвес содержит базовую плиту 1, сборные призмы 2, имеющие наклонные поверхности, к которым прикреплены, например, наклеены, постоянные магниты 3, намагниченные перпендикулярно своей широкой стороне, подвижную часть магнитопровода 4, имеющую форму призмы и выполненную со скошенными поверхностями, к которым прикреплены, например, наклеены, постоянные магниты 5, намагниченные перпендикулярно своей широкой стороне. Неподвижная часть магнитопровода 1 и 2 вместе с магнитами 3 образуют путевую структуру. Плоскости магнитов 3 и 5 расположены параллельно друг другу. К подвижной части магнитопровода 4 через шаровую опору 6 прикреплена нулевая 7 и полезная 8 нагрузки. Устройство включает в себя страховочные ролики.
Конструкция может включать в себя линейный двигатель 10.
Асимметричный магнитный подвес работает следующим образом.
Магниты 3 и 5 имеют ориентацию намагниченности противоположно направленную друг другу, что приводит к отталкиванию подвижной части магнитопровода 4 от сборных призм 2 неподвижной части магнитопровода, причем суммарная сила магнитного взаимодействия направлена вверх. Сила тяжести нагрузок 7 и 8, действуя на подвижную часть магнитопровода 4 через шаровую опору 6, компенсирует магнитные силы и создает устойчивое равновесие.
1
2
В отличие от прототипа расположение магнитов 3 и 5 выбрано асимметричным таким образом, что если с одной стороны, например, слева на фиг. 1, взаимодействуют южные полюса магнитов, то справа, соответственно, отталкиваются северные полюса магнитов. При этом подвижная часть магнитопровода 4 и магниты 5 образуют магнитный двухполюсник с удлиненной внутренней силовой линией индукции магнитного поля L. Неподвижная часть магнитопровода 1 и 2 вместе с магнитами 3 образуют второй магнитный двухполюсник с удлиненной внутренней силовой линией магнитной индукции L. Описанная магнитная система подвеса существенно снижает размагничивающий фактор обоих частей магнитопровода в сравнении с прототипом, что позволяет применять магнитные материалы с меньшей внутренней энергией в сравнение с прототипом.
Страховочные ролики 9 при перегрузке опираются на неподвижную часть магнитопровода 2 и не позволяют соприкоснуться магнитам 3 и 5.
Так как без нагрузки система магнитного подвеса становится неустойчивой, предусмотрена постоянная (нулевая) нагрузка 7.
Линейный двигатель 10 может быть использован для перемещения полезного груза вдоль путевой структуры.