Линейный шаговый электродвигатель

, фМЫфрр ТЕН Е ИЗО ТРОискретном электр еремещением раб АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ(5Использование:пр, воде с линейным 10ческий институКуркаловтельство ССС41/03, 1978.тельство СССРК 41/03, 1981,ШАГОВЫЙ ЭЛ чего органа, например в электроприводе плунжерного насоса, погружаемого в буровую скважину, Двигатель содержит корпус, внутри которого размещена многофазная обмотка секционного статора, состоящая из кольцевых катушек 2, установленных между пол юсами 3. В нутренний магнитоп ровод выполнен из магнитных и немагнитных колец 4 и 5 и якорь из магнитных и немагнитных колец 6 и 7, В крайних магнитных кольцах внутреннего магнитопровода каждой из секций статора установлены подшипники 8, которые фиксируют коаксиальное положение секций статора относительно1802389 10 20 25 30 40 якоря, Секции статора контактируют между собой по внутреннему диаметру магнитного кольца внутреннего магнитопровода и связаны соединительными узлами, содержащими втулку 9 и упругие уплотнители 10. При этом соединительные узлы обеспечивают взаимные радикальные и угловые смещения секций в соответствии с перемещениями якоря внутри их. При движении якоря секИзобретение относится к электрическим машинам, а именно, к линейным шаговым электродвигателям, и может бытьиспользовано в дискретном электроприводе с линейным перемещением рабочегооргана, в особенности, в условиях повышенных требований к.тяговому усилию.и большой длине двигателя при ограниченном егодиметре, как например, в приводе плунжерното насоса, погружаемого в буровую скважину,Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем использования в условиях двустороннейпеременной нагрузки и изгибов,На фиг, 1 показан продольный разрездвигателя; на фиг. 2 - то же, поперечныйразрез.Двигатель содержит статор, выполненный из связанных между собой соединительными узлами секций, имеющихцилиндрический корпус 1, внутри которогоразмещена многофазная обмотка, состоящая из цилиндрических катушек 2, которыеустановл сны между кольцевыми полюсами 3. Внутреннюю полость секций статораобразует внутренний магнитопровод; выполненный в виде набора чередующихсямагнитных и немагнитных колец 4 и 5, иохватывает якорь, также выполненный в виде набора чередующихся магнитных и немагнитных колец 6 и 7.В крайних магнитных элементах внутреннего магнитопровода секций статора установлены подшипники 8, которыеобеспечивают возможность прямолинейного перемещения якоря внутри секции статора и их коаксиальность. Торцы секцийобразованы выступающими магнитнымикольцами внутреннего магнитопровода ивыполнены с аксиально выпуклыми кольцевыми выступами. Соединительные узлы выполнены в виде охватывающей их втулки 9, с двумя упругими кольцевыми уплотнителями 10 внутри, установленными между внутренней поверхностью втулки 9 и внешними ции статора опираются двумя группами подшипников качения на внешнюю поверхность якоря, При этом случайные изгибы якоря не приводят к заклиниванию подшипников, так как каждая секция якоря благодаря упругой связи между втулками 9 и корпусом 13 посредством колец 14 отслеживает все. отклонения от прямолинейности якоря. 6 з.п. ф-лы, 2 ил. цилиндрическими поверхностями выступающих магнитных колец внутренних магнитопроводов соседних секций статора. На торцах секций выполнены флэнцы 11, а на торцах втулки 9 - направленные вовнутрь фланцы 12 и уплотнители 10 зажаты между, фланцами 11 и 12. Расстояние между расположенными по обе стороны соединительного узла немагнитными кольцами внутреннего магнитопроводас = (3 мя+ ня) (3(+ 1/п) - 3 нс, (1)где мя - ширина магнитного кольца якоря 6,ня - ширина немагнитного кольца якоря 7,нс - ширина немагнитного кольца внутреннего магнитопровода 5, в - число фаз обмотки, 3 с = 1, 2, 3, В примере конкретного выполнения (см, фиг, 1) с =3, и -4, 1 ня = 1 нс = 1/3 мя, с = 12 3 мя. Число катушек в секции г= 2 выбрано из соотношения рг/гп = целое число, где р - число секций, из которых набран статор. Для примера выполнения р = 2,4,6, в зависимости оттребуемой силытягидля конкретной скважины.Статор двигателя установлен в собираемом из труб внешнем корпусе 13. Для фиксации втулок 9 относительно корпуса 13 используются эластичные кольца 14 с отверстиями,Якорь двигателя выполнен из связанных между собой соединительными узлами секций, содержащих немагнитную трубу (стержень) 15, на которую насэжены магнитные и немагнитные кольца 6 и 7, Соединительные узлы выполнены в виде втулки 16 из магнитного материала с внешним диаметром, равным диаметру магнитного кольца 6 якоря и входящего в нее пальца 17. Палец 17 соединен с трубой 15 посредством втулки18. Длина соединительного узла якоря (расстояние между расположенными по обе сто-. роны соединительного узла немагнитнымикольцами якоря)я =(3 +1 ня) и 3 ня, (2) 45 где и - 1, 2, 3, В примере выполнения и = =.2 и следовательно я = 23 мя + 3 ня = 7 ня.не ми яко Наружная поверхность секций якоря (включэ 1 я поверхности втулок 16 и 18) покрыта нфмагнитным износостойким материалом 11.Двигатель работает следующим образом, 5 В катушки обмотки управления последовательно подаются однополярные импульсы тс 1 ка и образуется магнитный поток, замыкаюцийся через корпус 1, кольцевые полюса 3,. магнитные кольца 4 внутреннего магнитопро вОда и магнитные кольца 6 якоря. При атом" вОзникают радиальные и аксиальные силы магнитного притяжения, Вследствие концентр чности статора и якоря радиальные силы вз имно компенсируются, а аксиальные стре м тся переместить магнитные кольца 6 якоря в оложение против немагнитных колец 5 внутреннего магнитопровода запиталной фазы обмотки, Немагнитные кольца статора и якрря 5 и 7 смещены на шаг при переходе 20 отодной фазы обмотки к следующей. Благода я этому смещению, поочередная перекоммутация тока в фазах вызывает соответствующее пошаговое перемещение якоря, Соблюдение требований (1) и (2) при 25 вы олнении соединительных узлов обеспечи ает заданное смещение при переходе от од ой секции к последующей.При движении якоря секции статора оп раются двумя группами подшипников 30. ка ения на внешнюю поверхность якоря. Пр этом, случайные изгибы якоря не приво ят к заклиниванию подшипников, так ка каждая секция якоря, благодаря упругой св зи между втулками 9 и корпусом 13 по ср дством колец 14 отслеживает все отклонения от прямолинейности якоря,Покрытие рабочей поверхности якоря изосостойким материалом устраняет технологические неровности на местах стыков кимагнитных и немагнитных колец и неодинаковый износ поверхности якоря вследствие неоднородности трущихся поверхностей, в результате чего увеличивается ила тяги и долговечность двигателя. 45 Формула изоб ретения 1. Линейный шаговый злектродвигател, содержащий связанные между собой соединительными узлами секции статора с 50 цилиндрическими катушками многофазной об отки управления, с внутренним магнитоп оводом из чередующихся магнитных и эгнитных колец и кольцевыми полюса- также концентричный секциям стэтора 55 ь, выполненный в виде секций из чере ря,1 нс - ширина внутреннего кольца внутреннего магнитопровода;гп - число фаз обмотки;К - 1,2,3,а секции якоря связаны м бонительными узлами длино1 я =(1 мя+1 ня) и - 1 ня,где и - 1,2,3,6. Электродвигатель по пп, 1 - 5, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияплавлости и равномерности хода, число катушек г в секции выбрано из соотношениярг/гп - целое число, где р - число секцийстатора.7. Электродвигатель по пп, 1 - 6, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениясрока службы, секции якоря покрыты немагнитным износостойким материалом. ежду сой дующихся магнитных и немагнитных, колец,отличающийся тем,что,сцелью.расширения эксплуатационных возможностей путем использования в условиях двусторонней нагрузки и изгибов, торцысекций статора выполнены с аксиально выпуклыми кольцевыми выступами, а соединительные узлы выполнены в виде втулки сдвумя упругими кольцевыми уплотнителямивнутри, установленными нэ соседних секциях статора,2. Электродвигатель по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышенияпрочности, уплотнители зажаты междуфланцами, выполненными на торцах втулкии на торцах соседних секций статора.3, Электродвигатель по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениягерметичности, торцы секций статора образованы выступающими магнитными кольцами внутреннего магнитопровода.4, Электродвигатель по и. 3, о т л и ч аю щ и й с я тем, что секции якоря соединенысоединительными узлами, выполненными ввиде втулки из магнитного материала свнешним диаметром, равным диаметру магнитного кольца якоря и входящего в неенемагнитного пальца.5. Электродвигатель по пп, 1 - 4, о т л ич а ю щ и й с я тем, что расстояние междурасположенными по обе стороны соедини-тельного узла немагнитными кольцамивнутреннего мэгнитопровода1 с = (1 мя + 1 ня)(К +1/гп) - 1 нс,где 1 мя - ширина магнитного кольца якоря;1 н, - ширина немагнитного кольца яко,Гагарина, 101 тельский комбинат "Патент", г, Ужго оизводствен Заказ 850 Тираж ВНИИПИ Государственного к 113035, МПодписноеитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРва, Ж, Раушская наб 4/5