Линейный электромагнитный двигатель

ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Соеэ СоветскикСоциалистическихРеспублик 1 ц 936257 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУие делам изобретений и открытий(54) ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 1Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к электрическим двигателям с возвратно-поступательным движением якоря, и может быть использовано в регулируемых электроприводах, например исполнительных органах рабочих механизмов.Известен линейный электромагнитный двигатель, содержащий обмотку прямого и обратного хода, магнито 1 о провод и ферромагнитный подвижной элемент 1. Известен также электромагнитный двигатель, содержащий немагнитный корпус, с размещенными в нем катушками прямого и обратного хода, снабженные полюсами и подвижную часть, состоящую из ферромагнитного стержня и ферромагнитного сердечника, имеющего осевое отверстие, через кото 2 о рое проходит стержень 2.Недостатком этих электромагнитных двигателей является малый ход его подвижной части, ограниченный размерами обмоток электромагнитов. Цель изобретения - увеличение хода подвижной части линейного электромагнитного двигателя. Эта цель достигается тем, что электромагнитный двигатель снабжен дополнительной катушкой, которая охвачена магнитопроводом и установлена между катушками прямого и обратного хода,и дополнительнымферромагнитным сердечником подвижной части, сердечники подвижного элемента установлены по обе стороны от дополнительной катушки и между ними размещены немагнитные прокладки, при этом упомянутое отверстие ферромагнитных сердечников выполнено расширенным в вертикальном направлении в одну сторону от центральной оси, а в магнитопроводе дополнительной катушки выполнены аналогичнье отверстия.3 93625На фиг. 1 изображен предлагаемый линейный электромагнитный двигатель; общийвид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.Линейный электромагнитный двигатель содержит немагнитный корпус 1(фиг. 1) с размещенными в нем катушками прямого 2 и обратного 3 хода, ферромагнитные сердечники 4 и 5 которых снабжены возвратными резиновыми амортизаторами 6 и 7 и имеют протя женные перпендикулярно оси двигателя(эксцентричные)отверстия 1 фиг, 2). В немагнитном корпусе 1 установлена дополнительная обмотка 8 с магнитопроводом 9, который также имеет эксцентричные отверстия. В эксцентричных отверстиях ферромагнитных сердечников 4 и 5 и магнитопровода 9,как е направляющих, установлен в под- ешипниках 10 с односторонним зазоромсвязывающий сердечники 4 и 5 стержжень 11. Между сердечниками 4 и 5 магнитопроводом 9 установлены немагнитные фиксирующие прокладки 12. 2 эКатушки 2 и 3 отделены от резиновыхамортизаторов 6 и 7 немагнитнымиопорами 13, а их магнитопроводы снабжены ферромагнитными полюсами 14. Сторцов двигатель закрыт крышками 15.Двигатель работает следующим образом.При отсутствии токов в катушках2 и 3 и протекании тока в дополнительной катушке 8, стержень 11 под дей 35стеием радиальных равнодействующих . магнитных сил, действующих в эксцентричных отверстиях магнитопровода 9,притягивается к магнитопроводу 9 иудерживается в неподвижном состоянии 4 аПри притягивании магнитными силамистержня 11 к:магнитопроводу 9, нитот ни другой не перемещаются в радиальном направлении, так как в эксцентричном зазоре они касаются и упи-,4раются друг в друга (при наличии илиотсутствии тока в дополнительной катушке 8). Стержень 11 может проскальзывать относительно магнитопровода 9в подшипниках 10 при отсутствии. токае дополнительной катушке 8. Магнитопровод 9 устанавливается относительнокорпуса 1 без зазора, а также не имеет возможности осевого перемещения.фиксирующие прокладки 12 и магнитопроводы катушек 2 и 3, так же, как имагнитопроеод 9 дополнительной катушки 8, не имеют возможности радиального или осевого перемещения,Наз 7 4начение фиксирующих прокладок 12 состоит в том, чтобы развязать магнитные поля дополнительной катушки 8 и катушек 2 и 3, Из-за того, что наружный диаметр сердечников 4 и 5 несколько меньше внутреннего диаметра корпуа 1, при отсутствии, токов е катушках 2 и 3, сердечники 4 и 5 имеют возможность оцень малого радиального перемещения относительно стержня 11 и корпуса 1. Возвратные резиновые амортизаторы 6 и 7 имеют такую жесткость, чтобы даже при вертикальном расположении оси двигателя, сжатие возвратного резинового амортизатора 6 или 7 сердечником 4 и 5 под действием их веса, было незначительным.Одновременно, возвратные резиновые амортизаторы б и 7 при отсутствии токов в катушках 2.и 3, целиком заполняют отведенное им пространство, что предотвращает перекос сердечников и 5 в начальном состоянии. При необходимости переместить стержень 11 влево (фиг. 1), подают ток в катушку 2, который возрастает во времени и создает в магнитной цепи, состоя,щей из магнитопровода катушки 2, сердечника 4, полюса 14 и стержня 11, возрастающий магнитный поток, под действием которого (и вследствие того, что зазор между сердечником 4 и корпусом 1, а значит, и люфт сердечника 4 относительно стержня 11, значительно меньше, чем зазор между сердечником 4 и противолежащим полюсом 14 магнитопровода) сердечник 4 сначала притягивается к стержню 11. При этом торцовая поверхность сердечника 4 строго перпендикулярна к оси стержня 11 и сердечник 4 центрируется относительно корпуса 1 двигателя с равным по всей длине внутренней окружности корпуса 1 и наружной длине окружности сердечника 4 зазором. Дальнейший рост тока в обмотке катушки 2 приводит к тому, что, вследствие дальнейшего роста магнитного потока, возрастает сила притяжения сердечника 4 к стержню 11, а затем соединенный радиальными магнитными силами со стержнем 11 сердечник 4 под действием осевых магнитных сил готов двигаться в осевом направлении. В этот момент отключается ток дополнительной катушки 8, при уменьшении которого до некоторой величины, осевая сила,. действующая вследствие маг936257 Формула изобретения 5нитного сцепления стержня 11 с магнитопроводом 9, становится меньшесилы притяжения сердечника 4 к полюсу 14 магнитопровода 1 с учетом усилиянагрузки, приложенного к бегуну), 5преодолевая сопротивление снимаемоговозвратного резинового амортизатора6, центрированный сердечник 4 движется до опоры 13, после чего движение сердечника 4 в направлении катушки 2 прекращается, В следующиймомент времени вновь включают обмотку,катушки 8, вследствие чего магнитопровод 9 вновь соединяется магнитными силами со стержнем 11, после чегоотключается обмотка катушки 2, а ееток уменьшается. При одновременномуменьшении магнитного потока в цепи, состоящей из магнитопровода катушки 2, сердечника 4, полюса 14 и 30стержня 11, когда сила притяженияякоря 4 к полюсу 14 магнитопроводакатушки 2 становится близкой к нулю,сила магнитного сцепления между стержнем. 11 и сердечником 4, зазор между 15которыми равен лишь остаточному, имеет некоторое конечное значение, вследствие чего сердечник 4 остается центрированным. Как только осевая силаот магнитного сцепления стержня 11 5 ви сердечника 4 оказывается меньше силы сжатия притянутым сердечником 4возвратного резинового амортизатора6, сердечник 4, сохраняя, вследствие инерции своей массы, неизменноеположение в пространстве, за короткий промежуток времени отбрасывается сжатым возвратным резиновым амор"тизатором 6 в начальное положение,при этом перекос сердечника 4 исключается. Сердечники 4 и 5 центрируются относительно корпуса 1 также с помощью входящих в полости сердечников.выступов резиновых амортизаторов 6и 7,45После повторной подачи тока в обмотку катушки 2 весь описанный процесс повторяется.Для обеспечения движения стержня11 в противоположную сторону(вправо,фиг. 1), поочередному включению подлежат обмотка катушки 3 и обмоткакатушки 8. Предложенный линейный электромагнитный двигатель обладает большим ходом, который не ограничивается размерами обмоток или корпуса. Кроме того, рассмотренный линейный электромагнитный двигатель за счет того, что электромагниты имеют прямоходовые подвижные сердечники, развивает большое тяговое усилие и может располагаться вертикально, горизонтально или наклонно. Благодаря наличию удерживающей обмотки (катушки 8) с магнитопроводом, предложенный линейнцй электромагнитный двигатель работает также на упор. Линейный электромагнитный двигатель, содержащий немагнитный корпусс размещенными в нем катушками прямого и обратного хода, снабженные полюсами, и подвижную часть, состоящую иэферромагнитного стержня и ферромагнитного. сердечника, имеющего осевоеотверстие, через которое проходит упомянутый стержень, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения хода, он снабжен дополнительной катушкой, которая охвачена магнитопроводоми установлена между упомянутыми катушками прямого и обратного хода, идополнительным ферромагнитным сердечником подвижной части, сердечникиподвижной части установлены по обестороны от дополнительной катушки имежду ними размещены немагнитные про"кладки, при этом упомянутое отверстиеферромагнитных сердечников выполненорасширенным в вертикальном направлении, в одну сторону от центральнойоси, а в магнитопроводе дополнительной катушки выполнены аналогичные отверстия.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 308690, кл. Н. 02 К 33/12, 1970.2. Козлов Н.П. и Краснов И.И,Электромагнитные пропорциональныеуправляющие элементы. "Энергия",1960, с. 21,936257 о- г Рог Составитель С.Венгржановскаяа Техред Б,Харитончик Корректор Н,Отец Мит одписное д пиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Редактор ИЗаказ М 22 7 Тираж 721ИИПИ Государственногопо делам изобретенийМосква, Ж, Раушс омитет откры я наб.