ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ


RU (11) 2031518 (13) C1

(51) 6 H02K33/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4872149/07 
(22) Дата подачи заявки: 1990.09.14 
(45) Опубликовано: 1995.03.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 920977, кл. H 02K 37/00, 1983. 2. "Электричество", N 9, 1989, с.31-37. 
(71) Заявитель(и): Гурницкий Владимир Николаевич; Атанов Иван Вячеславович 
(72) Автор(ы): Гурницкий Владимир Николаевич; Атанов Иван Вячеславович 
(73) Патентообладатель(и): Гурницкий Владимир Николаевич; Атанов Иван Вячеславович 

(54) ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 

Использование: в дискретном электроприводе. Сущность изобретения: двигатель состоит из статора и бегуна, содержащих магнитные и немагнитные кольца, чередующиеся между собой и прилегающие к рабочим воздушным зазорам. Нижний предел отношения радиального и осевого размеров немагнитных колец в осевом сечении равен 0,5:1, а верхний предел указанного отношения достигает значения 1: 1. Такое соотношение позволяет снизить материалоемкость и массу двигателя. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к линейным шаговым электродвигателям, которые находят широкое применение в дискретном электроприводе.

Известен линейный электродвигатель, состоящий из многофазного статора с цилиндрическими обмотками, полюсами между ними, магнитными кольцевыми элементами и подшипниками скольжения, а также якоря, расположенного внутри статора и имеющего чередующиеся магнитные втулки. Для увеличения силы тяги полюсы статора снабжены наконечниками, внутренний диаметр которых равен наружному диаметру кольцевых элементов, которые по длине охватывают по одному элементу магнитопровода смежных фаз, а между этими элементами размещены подшипники скольжения [1].

Недостатки двигателя - значительные габариты, а также большая материалоемкость.

В качестве прототипа выбран линейный электродвигатель, состоящий из статора с намагничивающими катушками и бегуна, выполненных из чередующихся магнитных и немагнитных колец и прилегающих к рабочим воздушным зазорам магнитных и немагнитных элементов вблизи каждой намагничивающей катушки, нижний предел отношения радиального и осевого размеров немагнитных элементов в осевом сечении равен 0,5:1 [2].

Недостаток прототипа - значительный воздушный зазор в магнитной системе двигателя, что увеличивает его габариты и материалоемкость, а также потребляемую из сети мощность при неизменной выполняемой работе.

Цель изобретения - увеличение эффективности работы двигателя за счет снижения капитальных и эксплуатационных затрат на единицу развиваемой механической мощности.

Цель изобретения достигается тем, что отношение радиальных размеров к осевым размерам прилегающих к рабочим воздушным зазорам немагнитных элементов статора и бегуна вблизи каждой намагничивающей катушки в осевом сечении двигателя оптимально определяется как 1:1.

На фиг.1-3 представлены изображения линейного электродвигателя с тремя типами бегуна: совмещенного (внутреннего и внешнего), внутреннего и внешнего.

Двигатель состоит из статора и бегуна. Статор содержит шпильки 1, на которые надеты магнитные основания 2, втулки 3, полюсы 4, немагнитные втулки 5, шпильки 6, на которые надеты магнитные обоймы 7, обруч 8, немагнитные обоймы 9, шайбы 10, опора 11, намагничивающая катушка 12. Бегун содержит внутренний якорь, имеющий в своем составе стержень 13, на котором крепятся магнитные гайки 14, немагнитные гайки 15, торцовые гайки 16, наружный якорь, имеющий в своем составе шпильки 17, на которые надеты магнитные кольца 18, немагнитные кольца 19, внутренний и наружный якори соединены немагнитным диском 20. Для надежного изолирования провода катушки 12 от корпуса статора могут быть предусмотрены диэлектрические ободы 21 (фиг.1).

Двигатель работает следующим образом.

При отсутствии токов в катушках 12 двигателя бегун занимает произвольное положение в пространстве в пределах рабочего хода. При поочередной (прямой последовательности) подаче токов в катушки 12 бегун приходит в движение в прямом направлении; при поочередной (обратной последовательности) подаче токов в катушки 12 бегун приходит в движение в обратном направлении. При этом частота следования импульсов тока в катушки 12 определяет скорость движения бегуна. При одновременной подаче тока во все катушки 12 двигателя бегун затормаживается.

Немагнитные втулки 5, обоймы 9, гайки 15, кольца 19 назовем обобщенно немагнитными элементами (5, 9, 15, 19). Магнитные втулки 3, обоймы 7, гайки 14, кольца 18 назовем обобщенно магнитными элементами (3, 7, 14, 18). Отношение радиального и осевого размеров в осевом сечении двигателя для немагнитных элементов (5, 9, 15, 19) существенным образом влияет на все показатели работы двигателя. Оптимальным отношением при этом является 1:1.

При рассматриваемом отношении, меньшем чем 1:1, из-за тонких стенок магнитных элементов (3, 7, 14, 18) ослабляется магнитный поток, проходящий через рабочий воздушный зазор, а вместе с ним значительно снижается величина силы, действующей на бегун. При данном отношении, большем чем 1:1, магнитный поток, проходящий через рабочий воздушный зазор, также ослабляется, но на сей раз за счет его шунтирования статором; кроме того, уменьшается обмоточное пространство, занимаемое катушкой 12, что также дает снижение электромагнитной силы, действующей на бегун. Рассматриваемое отношение 0,5: 1 в основном соответствует маломощным двигателям, а отношение радиального и осевого размеров в осевом сечении двигателя 1:1 для немагнитных элементов (5, 9, 15, 19) наиболее характерно для машин большей мощности.

Площади ферромагнитных элементов магнитной системы двигателя, разделенные воздушными зазорами, должны быть примерно равными, особенно в тот момент, когда соответствующая сила проходит через максимум своего значения. Исходя из этого предположения, было экспериментально доказано, а затем установлено, что отношение радиального и осевого размеров немагнитных элементов в осевом сечении статора и бегуна должно быть равным 1:1.

И лишь для двигателей, радиальный габарит которых ограничен, приходится, снижая в какой-то мере эффективность их работы, доводить это отношение до значения 0,5:1.

Применение предлагаемого линейного электродвигателя в составе приводов возвратно-поступательного перемещения рабочих органов машин позволит повысить экономический эффект за счет снижения материалоемкости и массы двигателя на единицу выполняемой работы. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, состоящий из статора с намагничивающими катушками и бегуна, выполненных из чередующихся магнитных и немагнитных колец и прилегающих к рабочим воздушным зазорам магнитных и немагнитных элементов вблизи каждой намагничивающей катушки, нижний предел отношения радиального и осевого размеров немагнитного элемента в осевом сечении равен 0,5 : 1, отличающийся тем, что верхний предел указанного отношения достигает значения 1 : 1.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru