JPH01203716A - ステータへのロータの磁気支持装置 - Google Patents
ステータへのロータの磁気支持装置Info
- Publication number
- JPH01203716A JPH01203716A JP63323806A JP32380688A JPH01203716A JP H01203716 A JPH01203716 A JP H01203716A JP 63323806 A JP63323806 A JP 63323806A JP 32380688 A JP32380688 A JP 32380688A JP H01203716 A JPH01203716 A JP H01203716A
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- Japan
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- rotor
- permanent magnet
- stator
- support device
- magnetic field
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/0408—Passive magnetic bearings
- F16C32/0436—Passive magnetic bearings with a conductor on one part movable with respect to a magnetic field, e.g. a body of copper on one part and a permanent magnet on the other part
- F16C32/0438—Passive magnetic bearings with a conductor on one part movable with respect to a magnetic field, e.g. a body of copper on one part and a permanent magnet on the other part with a superconducting body, e.g. a body made of high temperature superconducting material such as YBaCuO
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- Power Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は軸受部が永久磁石であり、ロータが磁界中で
目標回転軸中に無接触で安定する、ステータへのロータ
の磁気支持装置に関する。
目標回転軸中に無接触で安定する、ステータへのロータ
の磁気支持装置に関する。
この種の磁気支持装置は公知である。その磁気支持装置
の目的は、回転部分(ロータ)を固定部分(ステータ)
に機械的に接触させないで、即ち無接触で支承すること
にあり、その結果軸受摩擦と消耗が起こらずかつ特に支
持装置の運転にグリスを必要としない。
の目的は、回転部分(ロータ)を固定部分(ステータ)
に機械的に接触させないで、即ち無接触で支承すること
にあり、その結果軸受摩擦と消耗が起こらずかつ特に支
持装置の運転にグリスを必要としない。
ロータを永久磁石として構成しである場合には公知の磁
気軸受ではリングコイルによって外側の磁界が造られる
。リングコイルの構造が適していてかつ誘導センサと電
子調整装置を使用すると磁気支持装置の場合のように西
ドイツ出願公開第2716079号公報に記載のような
回転陽極X線管、ロータを軸方向にも半径方向にも安定
させることができる。
気軸受ではリングコイルによって外側の磁界が造られる
。リングコイルの構造が適していてかつ誘導センサと電
子調整装置を使用すると磁気支持装置の場合のように西
ドイツ出願公開第2716079号公報に記載のような
回転陽極X線管、ロータを軸方向にも半径方向にも安定
させることができる。
この発明の基本課題は、構造が筒車で外側磁界を造るた
めの電気装置もロータを安定させるための電子調整装置
もない磁気支持装置の提供にあるこの課題は非永久磁石
軸受部が超伝導材料から成り、超伝導材料から成る軸受
部を超伝導体の転移温度以下の温度に冷却するための冷
却装置を備えであることにより解決される。各軸受部(
ロータ、ステータ)は原理的には永久磁石または超伝導
体とすることができるが、超伝導軸受部は冷却する必要
があるので、ステータは超伝導材料で造り、ロータはそ
うでない方がよい。
めの電気装置もロータを安定させるための電子調整装置
もない磁気支持装置の提供にあるこの課題は非永久磁石
軸受部が超伝導材料から成り、超伝導材料から成る軸受
部を超伝導体の転移温度以下の温度に冷却するための冷
却装置を備えであることにより解決される。各軸受部(
ロータ、ステータ)は原理的には永久磁石または超伝導
体とすることができるが、超伝導軸受部は冷却する必要
があるので、ステータは超伝導材料で造り、ロータはそ
うでない方がよい。
超伝導体の下限臨界磁界Hc+を超えないのが好都合な
ロータの磁界はロータとステータの間の間隙に通して案
内されロータの方に向けられたステータの側面に電流を
生じ、この電流はロータの磁界と反対側の磁界を誘導す
る。その場合ロータは半径方向に向けられた磁界力によ
って半径方向に、ロータ軸に沿う力によって軸方向に安
定される。この発明による磁気支持装置の好都合な態様
ではステータは超伝導材料から成り、貫通する円筒状の
孔を有しロータはこの孔の中ではロータ軸に磁極を有す
る少なくとも一つの永久磁石から成る。他の実施態様の
本質は、ステータが超伝導材料から成り、ロータの一部
を収容するために袋孔を有し、ロータはこの孔の中では
ロータ軸に磁極を有する少なくとも一つの永久磁石から
成る。このように整向された磁界によって超伝導体の中
ではロータの回転と無関係の位置固定された環流電流が
生じ、従って対設磁界も誘導される。
ロータの磁界はロータとステータの間の間隙に通して案
内されロータの方に向けられたステータの側面に電流を
生じ、この電流はロータの磁界と反対側の磁界を誘導す
る。その場合ロータは半径方向に向けられた磁界力によ
って半径方向に、ロータ軸に沿う力によって軸方向に安
定される。この発明による磁気支持装置の好都合な態様
ではステータは超伝導材料から成り、貫通する円筒状の
孔を有しロータはこの孔の中ではロータ軸に磁極を有す
る少なくとも一つの永久磁石から成る。他の実施態様の
本質は、ステータが超伝導材料から成り、ロータの一部
を収容するために袋孔を有し、ロータはこの孔の中では
ロータ軸に磁極を有する少なくとも一つの永久磁石から
成る。このように整向された磁界によって超伝導体の中
ではロータの回転と無関係の位置固定された環流電流が
生じ、従って対設磁界も誘導される。
ロータが一個より多くの永久磁石から成る場合にはその
磁界方向に関しては交互に配置される。
磁界方向に関しては交互に配置される。
円筒状の孔の中にある永久磁石のそれぞれの極には相対
する方向に向けられた(ロータ又はステータの)磁界の
力によってロータが電子制御を必要としないでその位置
に半径方向に安定される。
する方向に向けられた(ロータ又はステータの)磁界の
力によってロータが電子制御を必要としないでその位置
に半径方向に安定される。
袋孔の端面ではロータがロータ軸に沿って流れる対向磁
界の力によって片側へ向けて安定されるロータの成る程
度の軸方向安定はたとえ袋孔の場合と同じ効果はなくと
も孔の日毎に永久磁石がその口に届くかまたはその一部
分から突出するようにロータに沿って配設されることに
よっても達成される。孔の口に被さる磁界線または磁界
力と対応する対設磁界によってロータはその軸線方向に
保持される。
界の力によって片側へ向けて安定されるロータの成る程
度の軸方向安定はたとえ袋孔の場合と同じ効果はなくと
も孔の日毎に永久磁石がその口に届くかまたはその一部
分から突出するようにロータに沿って配設されることに
よっても達成される。孔の口に被さる磁界線または磁界
力と対応する対設磁界によってロータはその軸線方向に
保持される。
この発明の磁気支持装置の他の態様では袋孔の効果と比
較できるロータの軸方向の安定は直径が孔より大きい永
久磁石を孔の領域の外側のロータに配設することにより
達成される。ステータの方に向けられ、ステータを被う
永久磁石の部分は回転対称にステータの対向部分に適合
させてあり、これは永久磁石とステータの相対する側面
の平らな面によって最良に達成される。
較できるロータの軸方向の安定は直径が孔より大きい永
久磁石を孔の領域の外側のロータに配設することにより
達成される。ステータの方に向けられ、ステータを被う
永久磁石の部分は回転対称にステータの対向部分に適合
させてあり、これは永久磁石とステータの相対する側面
の平らな面によって最良に達成される。
袋孔の効果と比較できるロータの軸方向の安定は更に、
孔に円筒状の拡張部があり、そこにロータがこの拡張部
に無接触で嵌合する円筒状または板状の永久磁石を有す
ることによって実現されるこの拡張部は孔の端部に設け
ることができるが、孔の中に設けることもできる。
孔に円筒状の拡張部があり、そこにロータがこの拡張部
に無接触で嵌合する円筒状または板状の永久磁石を有す
ることによって実現されるこの拡張部は孔の端部に設け
ることができるが、孔の中に設けることもできる。
この発明の磁気支持装置を示した図について更に詳細に
説明する。
説明する。
第1図に示した態様ではステータ1は78°Cに冷却し
であるYBa3Cu、、0−tから成るたとえば厚さ1
0ミリメートルの超伝導材料から成る板または円板から
構成される。ロータ2(長さ約10ミリメートル、直径
5ミリメートルの永久磁石)は円筒状の孔(直径6ミリ
メードル)の範囲ではロータ軸上に極がある棒状磁石3
から形成される。永久磁石の磁界の力線は磁界力Hc、
を超過または大きく超過しない方がいいので、永久磁石
の磁界は図示のように主としてステータとロータの間の
間隙によって密閉される。ロータ軸の長手方向に向けら
れた(永久磁石の磁界と発生した対設磁界の)磁界力に
よってステータの孔の縁にロータの成る程度の軸方向の
安定が達成される。
であるYBa3Cu、、0−tから成るたとえば厚さ1
0ミリメートルの超伝導材料から成る板または円板から
構成される。ロータ2(長さ約10ミリメートル、直径
5ミリメートルの永久磁石)は円筒状の孔(直径6ミリ
メードル)の範囲ではロータ軸上に極がある棒状磁石3
から形成される。永久磁石の磁界の力線は磁界力Hc、
を超過または大きく超過しない方がいいので、永久磁石
の磁界は図示のように主としてステータとロータの間の
間隙によって密閉される。ロータ軸の長手方向に向けら
れた(永久磁石の磁界と発生した対設磁界の)磁界力に
よってステータの孔の縁にロータの成る程度の軸方向の
安定が達成される。
半径方向に向けられた力によってロータは半径方向に安
定される。超伝導材料の冷却に必要な冷却装置は冷却液
(たとえば液体窒素)が貫流する管路4によって簡略化
して図示しである。
定される。超伝導材料の冷却に必要な冷却装置は冷却液
(たとえば液体窒素)が貫流する管路4によって簡略化
して図示しである。
第2図に示した態様ではロータはステータ1の領域では
たとえば銅から成る相前後して配設された3つの永久磁
石3a、3c、3eから成っている。
たとえば銅から成る相前後して配設された3つの永久磁
石3a、3c、3eから成っている。
第3図に示した実施態様ではロータは袋孔の端面の方に
向けて軸方向に安定している。たとえ反対方向により弱
い軸方向安定でも袋孔の開口部に配設された第二の永久
磁石によって実現される。
向けて軸方向に安定している。たとえ反対方向により弱
い軸方向安定でも袋孔の開口部に配設された第二の永久
磁石によって実現される。
ロータの半径方向の安定は第1図と第2図に示した実施
態様の場合のように半径方向に向けられた力によって実
現される。
態様の場合のように半径方向に向けられた力によって実
現される。
第4図に示した態様の場合には袋孔の端面によって生じ
た軸方向の安定が外側の磁石3fによって助勢される。
た軸方向の安定が外側の磁石3fによって助勢される。
第5図はロータが半径方向にも軸方向にも安定している
実施態様である。その場合軸方向の安定は外側の永久磁
石3fと孔の円筒状の拡張部6の中にある永久磁石3g
とによって達成される。
実施態様である。その場合軸方向の安定は外側の永久磁
石3fと孔の円筒状の拡張部6の中にある永久磁石3g
とによって達成される。
第6図に示した磁気支持装置の場合にもロータは半径方
向に、即ちすべての永久磁石の半径方向の力によって軸
方向にも、即ち第一の線で拡張部6aと6bにある永久
磁石3hによって安定している。
向に、即ちすべての永久磁石の半径方向の力によって軸
方向にも、即ち第一の線で拡張部6aと6bにある永久
磁石3hによって安定している。
第1図は超伝導ステータ中に貫通する円筒状の孔と孔の
領域にある永久磁石から成るロータとを存する磁気支持
装置、第2図は第1図の磁気支持装置、但し前後して配
設されたいくつかの永久磁石を有するロータを有する場
合、第3図は超伝導ステータ中の袋孔と二つの永久磁石
を有するロータとを有する磁気支持装置、第4図は袋孔
の外側に追加の永久磁石を有する第3図の磁気支持装置
第5図は拡張部と孔の外側でロータに取りつけられた永
久磁石を有する貫通する円筒状の孔をもつ磁気支持装置
、第6図は開口部の領域にある拡張部とこの拡張部に無
接触嵌合するロータの永久磁石とを有する貫通する円筒
状の孔のある磁気支持装置を示す。 図中符号 1・・・ステータ、2・・・軸受部、3,3a〜3h・
・・永久磁石、4・・・冷却装置。
領域にある永久磁石から成るロータとを存する磁気支持
装置、第2図は第1図の磁気支持装置、但し前後して配
設されたいくつかの永久磁石を有するロータを有する場
合、第3図は超伝導ステータ中の袋孔と二つの永久磁石
を有するロータとを有する磁気支持装置、第4図は袋孔
の外側に追加の永久磁石を有する第3図の磁気支持装置
第5図は拡張部と孔の外側でロータに取りつけられた永
久磁石を有する貫通する円筒状の孔をもつ磁気支持装置
、第6図は開口部の領域にある拡張部とこの拡張部に無
接触嵌合するロータの永久磁石とを有する貫通する円筒
状の孔のある磁気支持装置を示す。 図中符号 1・・・ステータ、2・・・軸受部、3,3a〜3h・
・・永久磁石、4・・・冷却装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)軸受部が永久磁石であり、ロータが磁界中で目標回
転軸中に無接触で安定する、ステータへのロータの磁気
支持装置において、非永久磁石軸受部(2)が超伝導材
料から成り、超伝導材料から成る軸受部を超伝導体の転
移温度以下の温度に冷却するための冷却装置(4)を備
えてあることを特徴とする、ステータへのロータの磁気
支持装置。 2)ステータ(1)が超伝導材料から成り、円筒状の貫
通孔を有し、ロータ(2)が孔の領域でロータ軸上に磁
極を有する少なくとも一個の永久磁石(3;3a〜3e
)から成る、請求項1)記載の磁気支持装置。 3)ステータ(1)が超伝導材料から成り、ロータ(2
)の一部を支承するために袋孔を有し、ロータは孔の領
域では少なくとも一個の永久磁石(3aと3e)から成
る、請求項1)記載の磁気支持装置。 4)ロータ(2)が一個より多くの永久磁石(3a〜3
e)から成る場合それらの永久磁石が磁界方向に関して
交互に前後して配設されている、請求項2)または3)
の何れかに記載の磁気支持装置。 5)孔の開口部毎に一個の永久磁石(3;3a;3e)
をロータ(2)に、前記開口部に接近するかまたは前記
開口部の一部分から突出するように配設してある、請求
項2)〜4)の何れか一に記載の磁気支持装置。 6)孔の領域の外側でロータ(2)に一個の永久磁石(
3f)を接続してあり、その直径が孔の直径より大きい
、請求項2)〜5)の何れか一に記載の磁気支持装置。 7)孔が円筒状の拡張部(6)を有し、ロータ(2)が
その位置に拡張部に無接触で嵌合する円筒状または板状
の永久磁石(3g、3h)を有する、請求項2)〜6)
の何れか一に記載の磁気支持装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873744143 DE3744143A1 (de) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | Magnetische lagerung eines rotors an einem stator |
DE3744143.4 | 1987-12-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01203716A true JPH01203716A (ja) | 1989-08-16 |
Family
ID=6343638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63323806A Pending JPH01203716A (ja) | 1987-12-24 | 1988-12-23 | ステータへのロータの磁気支持装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0322693A1 (ja) |
JP (1) | JPH01203716A (ja) |
KR (1) | KR890011163A (ja) |
DE (1) | DE3744143A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5330967A (en) * | 1990-07-17 | 1994-07-19 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Superconducting bearing device stabilized by trapped flux |
JPH0737812B2 (ja) * | 1991-03-15 | 1995-04-26 | 光洋精工株式会社 | 超電導軸受装置 |
JP2547287B2 (ja) * | 1991-07-30 | 1996-10-23 | 株式会社四国総合研究所 | 超電導軸受装置 |
JP2999607B2 (ja) * | 1991-09-30 | 2000-01-17 | 日本精工株式会社 | 超電導軸受装置とその操作方法 |
DE4436831C2 (de) * | 1993-12-13 | 1997-09-11 | Siemens Ag | Magnetische Lagerung einer Rotorwelle unter Verwendung von Hoch-T¶c¶-Supraleitermaterial |
JP3961032B2 (ja) * | 1993-12-13 | 2007-08-15 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 回転子軸の磁気軸受装置 |
DE4444587A1 (de) * | 1994-12-14 | 1996-06-20 | Siemens Ag | Turbine mit einer magnetisch gelagerten Welle |
JP3462006B2 (ja) * | 1996-05-20 | 2003-11-05 | 株式会社ミツトヨ | オートフォーカス装置 |
DE10124193A1 (de) | 2000-09-26 | 2002-04-11 | Siemens Ag | Magnetlager |
DE102010004904A1 (de) | 2010-01-19 | 2011-09-15 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Permanentmagnetisches Lager mit supraleitendem Hilfslager |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH290032A (de) * | 1950-07-20 | 1953-04-15 | Siemens Ag | Magnetisches Lager an stehenden Wellen, insbesondere von Elektrizitätszählern. |
US3378315A (en) * | 1965-06-17 | 1968-04-16 | James E. Webb | Hybrid lubrication system and bearing |
US3476448A (en) * | 1965-08-30 | 1969-11-04 | Rosemount Eng Co Ltd | Magnetic bearing |
US3663075A (en) * | 1971-02-18 | 1972-05-16 | Gen Dynamics Corp | Self-centering permanent magnet bearing |
DE2421851C3 (de) * | 1974-05-06 | 1978-12-07 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch | Verfahren zur Messung des Mittelwerts der Steigung von gedrehten Fäden |
DE2421853A1 (de) * | 1974-05-06 | 1975-11-20 | Michael Smit | Lager fuer schnelldrehende wellen |
US4072370A (en) * | 1976-08-24 | 1978-02-07 | Spectra-Flux, Inc. | Radial magnetic bearing |
DE3032938A1 (de) * | 1980-09-02 | 1982-04-15 | Thyssen Edelstahlwerke AG, 4000 Düsseldorf | Dauermagnetisches radiallager |
-
1987
- 1987-12-24 DE DE19873744143 patent/DE3744143A1/de not_active Withdrawn
-
1988
- 1988-12-08 KR KR1019880016346A patent/KR890011163A/ko not_active Application Discontinuation
- 1988-12-17 EP EP88121192A patent/EP0322693A1/de not_active Withdrawn
- 1988-12-23 JP JP63323806A patent/JPH01203716A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR890011163A (ko) | 1989-08-12 |
EP0322693A1 (de) | 1989-07-05 |
DE3744143A1 (de) | 1989-07-13 |
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