Линейный шаговый электродвигатель

(71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленносги укргипроНИИнефть" (72) К,М,Гильман, М.А.Полуянов, Л,Ф.Забияка, В,В.Кирпа, В,А,Кучернюк и В,Ю.ЯновСКИЙ(56) Авторское свидетельство СССР М 1136294, кл, Н 02 Р 7/62, 1985.Авторское свидетельство СССР М 703883, кл. Н 02 К 41/02, 1978.(54) ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным шаговым двигателям, и может быть использовано для нанесения защитных покрытий на внутренОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ нюю поверхность труб, Цель изобретения состоит в повышении надежности и расширении функциональных возможностей. Двигатель содержит ферромагнитную направляющую в виде трубы 1, контактирующие с нею электромагнитный Фиксатор 2 с осевым каналом 3, обмоткой 4 и пружиной 5, электромагнитный фиксатор 6 с осевым каналом 7, обмоткой 8 и пружиной 9, электромагнитный фиксатор 10 с осевым каналом 11 и обмоткой 12. С фиксатором 10 жестко скреплены тяговые электромагниты 13 и 14 соответственно с обмотками 15 и 6, размещенные на втулках 17 и 18 с возможностью осевого перемещения, Втулки 17 и 18 жестко соединены с фиксаторами 2 и 6, на выпуклых поверхностях втулок 17 и 18 свободно размещены ферромагнитные якори 19 и 20, контактирующие с пружинами 5 и 9. Фиксаторы 2 и 6 жестко соединены между собой с помощью стержня 21, При поступлении им1661930 5 10 15 20 30 35 40 пульса на обмотку 15 тягового электромагнита 13 и обмотки 4 и 8 фиксаторов 2 и 6 последние примагничиваются к стенке трубы 1 и фиксатор 10 вместе с тяговыми электромагнитами 13 и 14 перемещаются вперед в результате притяжения якоря 19, При поступлении импульса тока в обмотку Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным шаговым двигателям, и может быть использовано, в частности, для нанесения защитных покрытий на внутреннюю поверхность труб,Цель изобретения - повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей.На чертеже показан электромагнитный линейный шаговый двигатель и схема его подключения к инвертор-коммутатору и импульсному генератору, осевой разрез.Двигатель содержит ферромагнитную направляющую в виде трубы 1, контактирующие с нею выполненные кольцевыми электромагнитный фиксатор 2 с осевым каналом 3, обмоткой 4 и пружиной 5, электромагнитный фиксатор 6 с осевым каналом 7, обмоткой 8 и пружиной 9, электромагнитный фиксатор 10 с осевым каналом 11 и обмоткой 12. С электромагнитным фиксатором 10 жестко скреплены тяговые электромагниты 13 и 14 с обмотками соответственно 15 и 16, размещенные на втулках 17 и 18 с возможностью осевого перемещения, Втулки 1718 жестко соединены с электромагнитными фиксаторами; втулка 17 - с фиксатором 2, а втулка 18 - с фиксатором 6. На сферических поверхностях втулок 17 и 18 свободно размещены ферромагнитные якори 19 и 20, контактирующие с пружинами 5 и 9, Электромагнитные фиксаторы 2 и 6 жестко соединены между собой с помощью полого стержня 21, гаек 22 и 23 и контргаек 24 и 25, В кольцевом пространстве между стенками осевых каналов 3, 7 и 11 и полым стержнем 21 размещены электрические провода, соединяющие обмотки двигателя с импульсным, генератором 26 и инвертор-коммутатором 27. Первый выход импульсного генератора 26 соединен с входом обмотки 15 тягового электромагнита 13, второй выход- с входом обмотки 16 тягового электромагнита 14, Общий вход соединен с выходом обмоток 8 и 12 электромагнитных фиксаторов 6 и 10, Если предлагаемый двигатель использовать для обработки внутренней поверхности труб, то ферромагнитная труба испольэует 16 и обмотку 12 фиксатор 10 примагничивается к стенке трубы 1, а якорь 20, притянувшись к тяговому электромагниту 14, перемещает фиксаторы 2 и 6 вперед, Скорость перемещения в прямом и обратном направлениях регулируется изменением частоты импульсов тока. 1 ил. ся в качестве ферромагнитной направляющей.Линейный шаговый электродвигатель работает следующим образом.К одному концу полого стержня 21 подсоединяют рукав для подвода рабочей жидкости, а к другому - исполнительное устройство для обработки внутренней поверхности трубы 1. Инвертор-коммутатор 27 переводят в положение "Вперед" и включают импульсный генератор 26, При этом положительный импульс с первого выхода импульсного генератора 26 поступает на вход обмотки 15 тягового электромагнита 13, затем с выхода обмотки 15 через инвертор-коьмутатор 27 и обмотки 4 и 8 электромагнитных фиксаторов 2 и 6 на общий вход генератора 26. При этом электромагнитные фиксаторы прочно примагничиваются к стенке трубы 1, а электромагнитный фиксатор 10 вместе с тяговыми электромагнитами 13 и 14 перемещается вперед в результате взаимодействия ферромагнитного якоря 19 с магнитным полем тягового электромагнита 13, Очередной импульс тока поступает с второго выхода импульсного генератора 26 на вход обмотки 16 и далее через инверторкоммутатор 27, обмотку 12 на общий вход генератора 26, На время длительности второго импульса тока обмотки 4, 8 и 15 обесточиваются, Электромагнитный фиксатор 10 примагничивается к стенке трубы.Вследствие взаимодействия ферромагнитного якоря 20 с магнитным полем тягового электромагнита 14 электромагнитные фиксаторы 2 и 6 вместе с пустотелым стержнем 21 перемещаются вперед. Затем описанный цикл повторяется до прохода двигателем заданного, расстояния внутри трубы. После этого инвертор-коммутатор 27 переводят в положение "Назад", включают подачу рабочей жидкости по полому стержню 21 к исполнительному устройству, Теперь импульсный генератор 26 питает обмотки в другой последовательности: с первого выхода генератора 26 последовательночерез обмотку 15, инвертор-коммутатор 27, обмотку 12 - на общий вход1661930 Составитель Л. ШакинаРедактор Н. Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор М, Пожо Заказ 2133 Тираж 337 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 генератора 26. Последующий импульс поступает с второго выхода генератора 26 наобмотку 16, инвертор-коммутатор 27 и обмотки 4 и 8 - на общий вход генератора, чтообеспечивает движение двигателя в обратном направлении.Пружины 5 и 9 обеспечивают увеличение длины шага двигателя и надежность егоработы, потому что один край ферромагнитных якорей 19 и 20 удерживается пружинами в непосредственной близости к полюсамтяговых электромагнитов.Скорость передвижения двигателя впрямом и обратном направлениях регулируется изменением частоты импульсов тока, 15вырабатываемых импульсным генератором,Это необходимо для приведения в соответствие расхода подаваемой жидкости и скорости движения двигателя с цельюобеспечения сплошности обработки внутренней поверхности труб,Ф о р мул а и з обре те н ияЛинейный шаговый электродвигатель,содержащий ферромагнитную направляющую, контактирующие с нею первый и второй электромагнитные фиксаторы, дватяговых электромагнита с обмотками управления, жестко связанных между собой и свторым электромагнитным фиксатором,ферромагнитный якорь, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, расширения эксплуатационных возможностей, он дополнительно снабжен третьим электромагнитным фиксатором, установленным с возможностью осевого перемещения относительно тяговых электромагнитов. вторым ферромагнитным якорем и полым стержнем и втулками с внешними выпуклыми поверхностями, ферромагнитная направляющая выполнена в виде трубы, охватывающей все остальные элементы, электромагнитные фиксаторы и тяговые электромагниты выполнены в виде кольцевых катушек, внутри которых размещен полый стержень, жестко соединяющий первый и третий электромагнитные фиксаторы, а оба ферромагнитных якоря выполнены в виде дисков, подпружиненных относительно первого и третьего электромагнитных фиксаторов, и установлены на выполненной выпуклой поверхности втулок, установленных с воэможностью осевого перемещения на полом стержне и жестко соединенных одна с первым, а другая с третьим электромагнитными фиксаторами, тяговые электромагниты с вторым фиксатором установлены с возможностью осевого перемещения относительно втулок.