[实用新型]一种减摇陀螺转子系统

说明书

本实用新型的一种减摇陀螺转子系统，陀螺转子两端通过支承轴承与转子外框连接，由陀螺转子电机驱动相对外框作旋转运动；每端的支承轴承包含一对轴承，极限转速为n1、n2，第一轴承内圈和陀螺转子连接，第二轴承外圈和转子外框连接。通过套圈电机驱动相连接的第一轴承外圈和第二轴承内圈一起旋转，达到第二轴承的极限转速n2。陀螺转子电机驱动陀螺转子转动，由于第一轴承的外圈转速已达到n2，故第一轴承内圈转速能升至n1+n2，大于第一轴承的极限转速。在轴承工作转速均不超过极限转速，同时陀螺转子尺寸不变的情况下，本实用新型通过联合转动的方式提高陀螺转子的转速，提高了陀螺转子的角动量，提高了减摇陀螺的减摇能力。

技术领域

本实用新型涉及船用减摇技术领域，具体地，涉及一种减摇陀螺转子系统。

背景技术

船舶减摇陀螺主要由陀螺转子系统和陀螺进动系统组成，陀螺转子两端通过支承轴承与转子外框连接，并由陀螺转子电机驱动作旋转运动，陀螺转子转动时具备角动量。船舶减摇陀螺工作原理为：在笛卡尔坐标系中考虑转动的陀螺转子，当转动的陀螺转子沿着与自转轴垂直的另一个轴进动时，会在第三轴向输出一个力矩(减摇力矩)，此力矩即可用来抵抗波浪力矩，从而实现船舶减摇。为了提高减摇能力需要提高陀螺转子的角动量，常用的技术手段主要通过提高陀螺转子转速和增大陀螺转子尺寸以提高其转动惯量。

目前减摇陀螺产品生产商主要有Seakeeper、VEEM和Mitsubishi，三家厂商的技术路线不尽相同，但在陀螺转子系统的设计上均采用了一对轴承作为陀螺转子的支承轴承。支承轴承受到很大减摇力矩的同时还要高速转动，目前轴承在承受重载的情况都难以具有高速，超过极限转速则会加剧轴承磨损，不利于轴承长期稳定工作。所以陀螺转子的最高转速将直接由所选轴承对的极限转速决定，为了提高角动量以提高减摇效率只能增大陀螺转子尺寸，这将导致整个设备体积和重量增大。

2016年2月3日公布的CN105292395A的专利中，公布了一种减摇陀螺转子系统，通过磁作用力来使轴承卸载，使轴承处于轻载，从而提高轴承运转速度来提高减摇效率。该转子系统内需要装入电磁铁结构，为了卸载大载荷，所配备的电磁铁体积要相应的增大，同时还需配备大功率的电磁铁驱动部件，这增大了减摇陀螺产品的体积、功耗和复杂度，同时也增加了成本。此外，轴承卸载时，电磁铁上将流过大电流。大电流将使陀螺转子系统的温度升高，这对处在真空环境下的陀螺转子的散热极为不利。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种减摇陀螺转子系统，在轴承工作转速均不超过极限转速，同时陀螺转子尺寸不变的情况下，通过联合转动的方式提高了陀螺转子的转速，提高了陀螺转子的角动量，从而提高了减摇陀螺的减摇能力。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种减摇陀螺转子系统，包含：陀螺转子、支承轴承、陀螺转子电机、转子外框；所述陀螺转子两端分别通过所述支承轴承与所述转子外框连接，并在所述陀螺转子电机驱动下绕所述转子外框作旋转运动；

每端的支承轴承包含第一轴承和第二轴承，所述第一轴承的内圈和所述陀螺转子固定连接；所述第一轴承的外圈和所述第二轴承的内圈固定连接，并在套圈电机驱动下作旋转运动，所述第二轴承的外圈和所述转子外框固定连接，所述套圈电机和所述陀螺转子电机转动方向一致。

可选地，所述第一轴承的外圈和所述第二轴承的内圈通过钢套固定连接。

可选地，所述陀螺转子电机的转子和所述陀螺转子固定连接，所述陀螺转子电机的定子和所述转子外框固定连接。

可选地，所述套圈电机的转子和所述第一轴承的外圈、所述第二轴承的内圈固定连接，所述套圈电机的定子和所述转子外框固定连接。

可选地，称所述第一轴承的极限转速为n1，所述第二轴承的极限转速为n2；所述陀螺转子的最高转速为n1+n2。