Линейный шаговый электродвигатель

(19) 1)ся)э Н 02 К 41/03 НИЕ ИЗОЕРЕ Линейный шаговый электродвигатель содержитферромагнитный путепровод 1 с взаимно перпендикулярными зубцовыми зонами 2 и 3 соответственно двигателя и магнитной подвески и индуктор, установленный по обе стороны путепровода (фиг,1). Индуктор включает в себя немагнитную плиту 4 и модули 5, закрепленные на плите 4, Каждый из модулей 5 содержит постоянные магниты 6, сердечник 7 с группами зубцов 8 на полюсах, катушки 9 обмотки управления и ярмо 10(фиг.2). На каждой из сторон путепровода 1 зубцовая эона 2 двигателя выполнена между зубцовыми зонами 3 подвески. Зубцы эоны 3 подвески в количестве не менее ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 577616, кл. Н 02 К 41/03, 1975.(54) ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в подвесныхи напольных транспортно-конвейерных линиях, Целью изобретения является уменьшение габаритов и снижение вибраций.Устройство содержит путепровод 1 с взаимно перпендикулярными зубцовыми зонами 2 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в подвесных и напольных транспортно-конвейерных линиях,Целью изобретения является уменьшение габаритов двигателя и снижение вибраций.На фиг.1 показан двигатель, общая компоновка; на фиг.2 - то же, поперечный разрез; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2 для одного модуля; на фиг,4 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг,5 - путепровод, общий вид; на фиг.6 - показаны направления сил, поясняющие принцип работы подвески; на фиг.7 - смещение зубцов ферромагнитного башмака относительно зубцов подвески путепровода; на фиг.8 - зависимость усилия смещения от величины смещения зубцов и 3 соответственно двигателя и магнитной подвески и индуктор, установленный по обе стороны путепровода, состоящий из отдельных модулей, каждый из которых состоит из постоянных магнитов 6, сердечников 7 с зубцами 8, обмотки управления, ярма 10, ферромагнитных башмаков 11 с зубцами 12.Зубцовые зоны 8 и 12 взаимно перпендикулярны и расположены оппозитно зубцовым зонам 2 и 3 путепровода. На путепроводе в пазах зубцовых зон 3 размещены контактные шины 13 токопровода, а в пазах зубцовых зон 12 башмаков - токосьемные щетки 14, поджатые пружинами 16. Положительный эффектдостигается за счет совмещения узла токопередачи с узлом магнитной подвески двигателя, исключением необходимо сти в прокладке вдоль пути автономной контактной линии токопередачи. 8 ил. М ерромагнитного башмака относительубцов подвески.дВух в каждоЙ из эон ныпОлнены В направлении движения. По обе стороны сердечников 7 установлены башмаки 11 подвески с зубцовыми зонами 12, перпендикулярными зубцоным зонам 8 серДецника 7 и расположенными Оппозитно зубцоным зонам 3 подвески. Постоянные магни Гы б установлены между башмаками 11 и ялОГл 10 МОДуля Б.На путепрОВОД 8В пазах эуОЦОньх зон 3 подвески установлены контактные шины 13токопровода, а в пазах зубцовых зон 12 ; башмаков - токосъемнь 8 щетки 14 фиг.3), В теле башмаков 11 выполнены отверстия 15, в которых установлены пружины "б, прижимающие щетки 14 к шинам 13. Шии 13 изолиоонаны от путепровода 1 изоляционными прокладками 17, з щетки 14 изолированы от башмаков 11 изоляционными прокладками 18. Катушки 9 обмотки модулей, расположенных противоположно друг другу с обеих сторон путепровода, соединены последовательно между собой, образуя две электрицеские цепи фАГ,4). Каждая из образованных цепей присоединена к одной паре щеток 14,Линейный электродвигатель с магнитной подвеской работает следующим образом.Магнитный пОтОк Ф Постоянных МЯГ- нитон 6, замыкаясь через зубцовые зоны 2 и 3 путепровода, Группы зубцов 8 сердечни ков 7, ярма 10 и башмаки 11, создает между зубцами путепровода 1 и зубцами башмаков 11 усилие магнитного притяжения Р Фиг,2). Под действием силы тяжести Ргр груза и индукторя индуктор Опускается относительно путепровода и зубцы 12 башмака 11 см 8 ЩЯОтся при этом Относительно эубцОВ 3 путепровода 1, При смещении зубцов возникает усилие смещения Е, Направленное противоположно усилию Рр фиг.6), ЗавАсимость усилия смещения от величины смещения (угля нагрузки) Опоказана на Фиг.8. При некотором смещении зубцов О, усилие тяжести груза и индукторя Ггр и протинодейстнуОщее ему усилие смещения Рсм уравновешиваются, а положение индуктора относительно гутепровода в. Вертикальном направлении стабилизируется (фиг,7),При подаче на катушки 9 обмотки управлении напряжения питания возникает магнитный поток 6, замыкающийся через зубцоную зону 2 путепровода и сердечники 7, расположенные оппоэитно друг другу (фиг,4), При соответствующем алгоритма коммутации токов н катушках 9, удовлетворяющем условию работы шагового двигателя, манинЙ ПОТО постоянного магниа Фл компенсируется илл суммируется с магнитным потоком Ф, Вследствие изменениямагнитной энергии в прстранстве междугруппами зубцов 8 сердечников 7 и зубцовой зоны 2 путепровода 1 создается про 5 дольное тяговое усилие Рт обэспецВаюце,перемещ 8 ние индукторя вдоль путепроводаПередаца напряжения от неподвижногоистоцника на днижущийс.", ив Дуктор Обэспе 10 цивается через контактный токосьем, который, ОСуществляется проводящими шинами13 и токосъемными щетками 14, установленными н соответствующих пазах путепровода 1 и башмаков 11. Кон ГактньЙ токосьем15 одновременно выполняет Функцию опорыскольжения, обеспецивающей поперечнуюстабилизацию ГОло)кенАя индуктора относительно путепровода, цто исключает ихприлипание, Износ щеток 14 из-эа скользя 20 щео контакта комгенсируется прижимными пружинами 16, обеспечивающимипостоянство контакта между щетками и шинами 13,Уменьшение габаоитон конструкции пс25 сравнению с прототипом достигнуто за счетсовмещения,узла токопередаци с узлом магнитной подвески двигателя, Расположениетокоподводон в пазах путепровода и пслюсного башмака обраэуюших зубцоную стоук 30 туру магнитной подвески, исключаетнеобходимость в прокладке вдоль путепроВодя автономноЙ контяктнол линии токог 8"редачи. Кроме того, использованиеконтактного токосьемя для поперечной стя 35 билизации индуктора относительно путепровода исключает необходимо,;ть нДополнит 8 льнОЙ стабилизации ДВИГЯтеля,т.к, в предложенном устройстве з,у функцию выполняют подпржиненные токпод 40 водящие щетки, иэготонляемье иэан Гифрикцион ного материала, которые одновременно с токопроводом совмещаютфункцию подшипников скольжения и обеспечивают стабилизацию индуктора с грузом45 в пространстве между путепроводом.Разделение эубцоной зоны пу.епронода на зубцовую зону г;одвески и эубцпнуюзону двигателя при одновременном использовании магниного патака постоянного50 магнита для подвески и движения ьСклюця.8" ПРИМЕНВНИЕ ДОПОЛНИТВЛЬНЬХ :СТОЦНИКОНмаГнитнОГО потока для Обеспецения подн 8- са ДнфАгателя, В Днигат 8 ле исклюцено та(жевлияние циклически изменяющегося маг 55 нитного потока двигателя, создаваемого ВГОобмотками упрлявления, нз магнитный поток подвески, цем Обеспецлнается прстоянстВО уГля наГузки О мяГнитнОЙ поднес 81,ПосОянство угла ня ггл;рлгщ, Вртикальной стабилизации индуктора с грузом, чем обеспечивается демпфирование механических колебаний, вызванных дискретностью структуры магнитной системы двигателя. Демпфированием механических 5 колебаний двигателя достигается снижение пульсаций линейной скорости и повышение точности позиционирования двигателя. В конструкции прототипа угол нагрузки подвески 0 пульсирует при переходе с одного 10 зубцового деления на другое. При этом создаются механические колебаний индуктора с грузом, вызывающие пульсации линейной скорости и отклонение величины шага От нормированного значения. 15 Формула изобретенияЛинейный шаговый электродвигатель,содержащий ферромагнитный путеп ровод свзаимно перпендикулярными зубцовыми 20 зонами двигателя и магнитной подвески и индуктор, состоящий из отдельных модулей, включающих в себя магнитопровод с взаимно перпендикулярными зубцовыми зонами двигателя и магнитной подвески, обмотку управления, ярмо и постоянный магнит, примыкающий кярму, отл ич а ю щи й ся тем, что, с целью уменьшения габаритов и снижения вибраций,путепровод снабжен контактными шинами токоподвода, а каждый модуль - токосъемиыми щетками, магнитопровод с зубцовыми зонами магнитной подвески выполнен в виде двух башмаков, расположенных по обе стороны от магнитс. провода с зубцовыми зонами двигателя. выполненного в виде сердечника, при этом шины токоподвода размещены в пазах зубцовых зон подвески путепровода, а щетки - в пазах зубцовых зон башмаков, а постоянный магнит установлен на башмаках,Подписноеиэобретениям и открытиям пои ГКНТ СС , Раушская Иаб., 4/5