一种水轮发电机转子磁悬浮承重系统实验装置及调试方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103680270103680270A(43)申请公布日2014.03.26(21)申请号201310675976.4(22)申请日2013.12.13(71)申请人河海大学地址210009江苏省南京市鼓楼区西康路1号(72)发明人马宏忠杨庆利陈旭东赵雨辰陈肇邦宗文婷陆丹王庆燕(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人张惠忠(51)Int.Cl.G09B23/18(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称一种水轮发电机转子磁悬浮承重系统实验装置及调试方法(57)摘要本发明公开了一种水轮发电机转子磁悬浮承重系统实验装置及调试方法，包括基座、电动机、底部悬空的主轴和平面轴承，平面轴承与基座之间设置有压力传感器；主轴上还同轴连接有金属推力盘与带有励磁线圈的电磁铁，压力传感器及励磁线圈均与单片机连接，电磁铁与主轴之间的电磁可调节。采用上述结构与方法后，上述单片机能够实时调节励磁线圈中通过的励磁电流大小，从而调节电磁铁对金属推力盘，也即对主轴的电磁吸力的大小，压力传感器可实时对该平面轴承承受的压力进行监测。从而，对转子系统进行有目标的轴向负荷的减载，为解决推力轴承由摩擦引起的机械磨损和发热问题，提供积极参考。同时，软磁电磁铁的成本低，便于研究、分析与推广。CN103680270ACN1036827ACN103680270A权利要求书1/2页1.一种水轮发电机转子磁悬浮承重系统实验装置，其特征在于：包括带有中心孔（14）的基座（13）和顶端与电动机（1）相连接的主轴（2），基座（13）的中心孔（14）上同轴设置有平面轴承（11），该平面轴承（11）与基座（13）之间均匀设置有若干个压力传感器（5）；主轴（2）的下端从中心孔（14）及平面轴承（11）中穿过且底部悬空；主轴（2）中部同轴固定有金属推力盘（4），该金属推力盘（4）顶部的主轴（2）上套设有同轴的带有励磁线圈（10）的电磁铁（3）；主轴（2）能相对基座（13）、平面轴承（11）及电磁铁（3）自由转动；所述每个压力传感器（5）及励磁线圈（10）均与单片机（7）连接，该单片机（7）与电脑（15）相连接。2.根据权利要求1所述的水轮发电机转子磁悬浮承重系统实验装置，其特征在于：所述平面轴承（11）外侧的基座（13）上均匀设置有至少两个用于支撑电磁铁（3）的外部支撑体（6），所述电磁铁（3）外围由两片可拆卸连接的尼龙（19）固定，尼龙（19）放置于外部支撑体（6）上，电磁铁（3）与金属推力盘（4）之间的距离可调节。3.根据权利要求2所述的水轮发电机转子磁悬浮承重系统实验装置，其特征在于：所述电磁铁（3）与金属推力盘（4）之间的距离小于5mm。4.根据权利要求1所述的水轮发电机转子磁悬浮承重系统实验装置，其特征在于：所述压力传感器（5）有两个，左右对称设置于平面轴承（11）底部的一条直径方向上。5.根据权利要求1所述的水轮发电机转子磁悬浮承重系统实验装置，其特征在于：所述电磁铁（3）为中间设置有凹槽（16）的环形电磁铁，凹槽（16）底部设置有两个贯通的引线槽（9）；所述励磁线圈（10）置于凹槽（16）中，励磁线圈（10）的两个自由端分别从相应的引线槽（9）中穿出并与单片机（7）相连接。6.根据权利要求1所述的水轮发电机转子磁悬浮承重系统实验装置，其特征在于：所述基座（13）的中心孔（14）内壁设置有滚珠轴承（12）。7.根据权利要求1所述的水轮发电机转子磁悬浮承重系统实验装置，其特征在于：所述主轴（2）顶端通过齿轮键（8）连接有第一齿轮（17），所述电动机（1）固定于基座（13）的支架上，电动机（1）底部的第二齿轮（18）与第一齿轮（17）相耦合。8.一种根据权利要求1所述的水轮发电机转子磁悬浮承重系统实验装置的调试方法，包括以下步骤：第一步，压力传感器（5）的固定：将每个压力传感器（5）均匀固定于中心孔（14）上方的基座（13）上；第二步，平面轴承（11）及主轴（2）的安装调试：将平面轴承（11）置于第一步的压力传感器（5）上，后将主轴（2）下端穿过平面轴承（11）并插入中心孔（14）内，主轴（2）底部悬空，金属推力盘（4）将置于平面轴承（11）上，平面轴承（11）将重量传递给下方的压力传感器（5）；第三步，电磁铁（3）安装调试：将电磁铁（3）嵌入第二步中的主轴（2）上方，安置平衡，励磁线圈（10）的两个自由端分别与单片机（7）连接；第四步，主轴（2）与电动机（1）的连接：电动机（1）将带动主轴（2）转动；第五步，压力传感器（5）的信号传输：用信号线将第四步中的压力传感器（5）与单片机（7）进行连接，单片机（7）与