ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ


RU (11) 2153758 (13) C1

(51) 7 H02K41/03, H02K33/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 11.01.2009 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 99119361/09 
(22) Дата подачи заявки: 1999.09.07 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.09.07 
(45) Опубликовано: 2000.07.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU, 1365275 A, 07.01.1988. SU, 957366 A, 09.09.1982. SU, 1483563 A, 30.05.1982. SU, 1453544 A1, 23.01.1989. DE, 2603681 A1, 04.08.1977. 
(71) Заявитель(и): Ульяновский государственный технический университет 
(72) Автор(ы): Белый Д.М. 
(73) Патентообладатель(и): Ульяновский государственный технический университет 
Адрес для переписки: 432027, г.Ульяновск, ул. Северный Венец 32, УлГТУ, проректору по НИР 

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 

Использование: в электромагнитных исполнительных устройствах в качестве линейного электропривода. Устройство содержит электромагнит в виде корпуса, цилиндрического магнитопровода, обмотки возбуждения, якоря, а также ведомое звено, пружины сжатия, направляющие с упорами и стопорные элементы. Якорь выполнен в виде двух ферромагнитных полых полуцилиндров, размещенных концентрично с зазором в осевом отверстии магнитопровода с одной из его сторон, обращенных друг к другу поверхностями, полученными при осевом разрезе полого цилиндра вдоль образующей, и прикрепленных к магнитопроводу в средней его части внутренними торцами с помощью пружин сжатия. Ведомое звено выполнено в виде немагнитной пластины, свободно размещенной в осевом отверстии магнитопровода между указанными поверхностями образующих якорь полуцилиндров и имеющей на боковых гранях стопорные элементы, контактирующие с упорами направляющих. Технический результат - упрощение конструкции и снижение потребления энергии. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электромагнитным исполнительным устройствам и может быть использовано в качестве линейного электропривода.

Известен линейный электродвигатель, содержащий источник магнитного поля с полюсами, подвижный гофрированный упругий элемент с жестко закрепленной на нем обмоткой, размещенной между полюсами источника, а также ведомое звено, выполненное в виде стержня, установленного с натягом между гофрами упругого элемента /см. а.с. СССР N 1365275, кл. H 02 K 33/10, 41/03, 1988 г./.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и сравнительно низкое тяговое усилие.

Известен также электромагнитный линейный двигатель, содержащий два электромагнита с катушками, якорями и магнитопроводами с фиксаторами, взаимодействующими с зубчатой рейкой, причем, один электромагнит расположен внутри другого, а якорь каждого электромагнита жестко связан с магнитопроводом другого /см. а.с. СССР N 957366, кл. H 02 K 41/03, 1982 г./.

Недостатками данного двигателя являются сложность конструкции, значительные вес и габариты, а также значительное потребление электроэнергии вследствие необходимости перемещения в процессе работы всего электродвигателя вместе с корпусом.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является электромагнитный линейный двигатель, содержащий электромагнит в виде корпуса со стопорными элементами, входящими в зацепление с упорами направляющей, цилиндрического магнитопровода, обмотки возбуждения и якоря, соединенного с помощью стержней и пружины сжатия с ограничителем перемещения и фланцем /см. а.с. СССР N 1483563, кл. H 02 K 41/03, 1987 г./, принятый за прототип.

Недостатками устройства - прототипа являются сложность конструкции вследствие необходимости перемещения якоря за два такта с поочередной фиксацией фланца и корпуса, а также значительное потребление электроэнергии вследствие необходимости перемещения в процессе работы большой массы, а именно всего двигателя вместе с корпусом.

Сущность изобретения заключается в создании электромагнитного линейного двигателя, в котором однонаправленное интенсивное движение ведомого звена создается за счет обеспечения жесткого контакта с помощью магнитных сил ведомого звена с якорем в рабочие полупериоды движения якоря и разрыва этого контакта в нерабочие полупериоды.

Технический результат - упрощение конструкции и снижение потребления электроэнергии.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном электромагнитном линейном двигателе, содержащем электромагнит в виде корпуса, цилиндрического магнитопровода, обмотки возбуждения, якоря, а также ведомое звено, пружины сжатия, направляющие с упорами и стопорные элементы, особенность заключается в том, что якорь выполнен в виде двух электромагнитных полых полуцилиндров, размещенных концентрично с зазором в осевом отверстии магнитопровода с одной из его сторон, обращенных друг к другу поверхностями, полученными при осевом разрезе полого цилиндра вдоль образующей, и прикрепленных к магнитопроводу в средней его части внутренними торцами с помощью пружин сжатия, а ведомое звено выполнено в виде немагнитной пластины, свободно размещенной в осевом отверстии магнитопровода между вышеуказанными поверхностями образующих якорь полуцилиндров и имеющей на боковых гранях стопорные элементы, контактирующие с упорами направляющих.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображен предлагаемый двигатель, продольный разрез /без направляющих/; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.

Электромагнитный линейный двигатель содержит электромагнит в виде корпуса 1, цилиндрического магнитопровода 2 с центральной перемычкой 3, обмотки возбуждения 4, якоря 5, 6, а также ведомое звено 7, пружины сжатия 8, 9, направляющие 10 с упорами 11 и подпружиненные стопорные элементы 12. При этом якорь 5, 6 выполнен в виде двух ферромагнитных полых полуцилиндров 5 и 6, размещенных концентрично с зазором 13 в осевом отверстии 14 магнитопровода 2 с одной из его сторон, обращенных друг к другу поверхностями, полученными при осевом разрезе полого цилиндра вдоль образующей, и прикрепленных к перемычке 3 магнитопровода 2 с помощью пружин сжатия 8, 9, а ведомое звено 7 выполнено в виде немагнитной пластины, свободно размещенной в осевом отверстии 14 магнитопровода 2 между вышеуказанными поверхностями образующих якорь полуцилиндров 5, 6 и имеющей на боковых гранях подпружиненные стопорные элементы 12, контактирующие с упорами 11 направляющих 10.

Работа двигателя осуществляется следующим образом.

При выключенной обмотке 4 пружины 8, 9 недеформированы, полуцилиндры 5, 6 якоря выступают наружу из отверстия 14 магнитопровода 2, и между полуцилиндрами 5, 6 и пластиной 7 ведомого звена имеется зазор, то есть контакт отсутствует. При включении обмотки 4, то есть подачи в нее импульса тока ферромагнитные полуцилиндры 5, 6 втягиваются внутрь осевого зазора 14 магнитопровода 2 и пружины 8, 9 сжимаются. Одновременно со втягиванием полуцилиндры 5, 6 намагничиваются и притягиваются друг к другу. Этим притяжением они обеспечивают магнитному потоку в зазоре магнитопровода минимальное магнитное сопротивление. При этом полуцилиндры 5, 6 своими поверхностями, полученными при сечении цилиндра, плотно зажимают пластину 7, поэтому при втягивании полуцилиндров 5, 6 внутрь электромагнита пластина 7 смещается вместе с полуцилиндрами вправо. При выключении тока полуцилиндры 5, 6 размагничиваются и под действием пружин 8, 9 выталкиваются из отверстия 14 электромагнита частично наружу, а пластина 7 - из-за того, что полуцилиндры при обратном ходе расходятся друг от друга и соответственно разжимают пластину - остается в смещенном вправо положении. Сжатие полуцилиндров 5, 6 при их намагничивании объясняется максимальной плотностью силовых линий магнитного поля вблизи продольной оси катушки электромагнита. В результате при подаче в катушку 4 последовательности импульсов тока любой полярности пластина 7 /ведомое звено/ получает направленное поступательное движение вправо. При этом за счет взаимодействия упоров 11 на направляющих 10 с подпружиненными стопорными элементами 12 на боковых гранях пластины 7 удается получать поступательное движение с необходимой дискретностью позиционирования, то есть движение в шаговом режиме /данный вопрос подробно описан в известных конструкциях/. На фиг. 1 во избежание загромождения направляющие 10 поступательного движения пластины 7 не показаны. Эти направляющие показаны на виде сверху /вид Б/ на пластину 7 на фиг. 3 снаружи электромагнита.

Очевидно, что предложенный двигатель отличается предельной простотой конструкции, а также простотой регулировки и эксплуатации. При подборе соответствующих электромагнитных и конструктивных параметров за счет значительных усилий втягивания якоря 5, 6 и зажатия полуцилиндрами 5 и 6 пластины 7 здесь можно легко добиться значительных тяговых усилий и большого диапазона перемещений. Так как подвижным элементом здесь является не весь двигатель в корпусе, как в известных вышеописанных конструкциях, а только пластина 7, то масса подвижной части мала, что позволяет снизить потребление электроэнергии на движение. Согласно принципу работы в двигателе исключены двойные циклы, когда, например, в первый полупериод движения часть двигателя /один магнитопровод с якорем/ смещается, второй магнитопровод - неподвижно фиксируется, а второй полупериод движения - наоборот. За счет этого удалось повысить надежность двигателя, упростить конструкцию, уменьшить массу и габариты. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Электромагнитный линейный двигатель, содержащий электромагнит в виде корпуса, цилиндрического магнитопровода, обмотки возбуждения, якоря, а также ведомое звено, пружины сжатия, направляющие с упорами и стопорные элементы, отличающийся тем, что якорь выполнен в виде двух ферромагнитных полых полуцилиндров, размещенных концентрично с зазором в осевом отверстии магнитопровода с одной из его сторон, обращенных друг к другу поверхностями, полученными при осевом разрезе полого цилиндра вдоль образующей, и прикрепленных к магнитопроводу в средней его части внутренними торцами с помощью пружин сжатия, а ведомое звено выполнено в виде немагнитной пластины, свободно размещенной в осевом отверстии магнитопровода между указанными поверхностями образующих якорь полуцилиндров и имеющей на боковых гранях стопорные элементы, контактирующие с упорами направляющих.




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