Линейный электрический двигатель

Союз СоветскмхСоцмалмстмчеснмхРеспублмк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет АЗССР Опубликовако 30.12.80. Бюллетень48 до делам изобретений и открытий(53) УДК 621.313. 282 (088 8) Дата опубликования описания 30.12.80(54) ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в приводах возвратно-поступательного и прямолинейного перемещений металлообрабатывающих станков с широким диапазонам регулирования скорости при сравни 5 тельно больших перемещениях рабочего органа.Иэвестен линейный электрический двигатель постоянного тока, содержащий индуктор и якорь Г 13.Недостатком двигателя является увеличение расхода активных материалов либо на обмотку индуктора, либо на обмотку якоря при увеличении хода двигателя.Известен также линейный электричес 15 кий двигатель, содержащий П-образную ферромагнитную станину, на противополон; ных сторонах которой размещены друг против друга полюсные сердечники с об 20 моткой возбуждения и рабочей обмоткой, и подвижную часть, содержащую ферромаь нитные сердечники, закрепленные на не- магнитной полосе, которые в направлении 2движенИя имеют длину, равную полюсногму делению 1, и расположенные друг от друга на расстоянии, равном ь 21,Недостатком линейного двигателя является то, что в этом случае действует сильное продольное поле реакции якоря, создаваемое токами лобовых частей той стороны якорной обмотки, которы находится в нижней части магнитопровода неподвижной части. Магнитные потоки этих лобовых частей замыкаются полностью по пути основного потока ф о и изменяются при движении от нуля до максимального значения с частотой, определяемой отношением длины хода к удвоенному нолюсному делению, Это вызывает значительные пульсации полного потока машины и, следовательно, соответствующие пульсации тягового усилия двигателя, особенно существенные в зоне низких скоростей.Белью изобретения является повышение равномерности движения линейного двигателя.Эти п 3 ль достигиется тем р что цкпивные поверхности полюсных сердечников ферромагнитной станины слвинуты друг относительно друга в продольном направлении на величину полюсного деления ь при этом крайний полюсный сердечник ня каждой стороне П-образной станины, расположенный со стороны, противоположной направлению сдвига, снабжен ферромагнич ной приставкой длиной, равной полюсному 10 делению Т,На фиг. 1 изображена конструкиивная схема линейного двигателя с компенсированной реакцией якоря лобовых частей;на фиг. 2 - конструктивная схема линей ного двигателя с компенсированной реакцией якоря лобовых частей (сдвиг на величину) на фиг. 3 - конструктивная схема двигателя с компенсированной реакцией якоря лобовых частей, поперечный 20 разрез; на фиг. 4 - конструктивная схема двигателя с компенсацией реакции якоря лобовых частей и устранением продольной пульсации мягнитноге потока; на фиг, 5 - конструктивная схема двигателя с компен сацией реакции якоря лобовых частей и устранением продольной пульсации магнит ного потока, продольный разрез, сдвиг подвижной частя на величину ьЛинейный электродвигатель постоянно но тока, встроенный в станину 1 металлообрабатывающего станка, состоит иэ двух рядов магнитопроводов неподвижной части, закрепленных по обеим сторонам внутренней части станины со сдвигом олного ря- З 5 да относительно другого на величину полюсного деления , В зазоре между ними перемещаются ферромагнитные призматические бруски 2, длина каждого из которых и величина промежуткл между ними равны 40 полюсному делению Г . Каждый элемент магнитопровода неподвижной часи выполняется в виде сердечника 3 с полюсным наконечником 4 и располагается по длине станины на участке 2 7 . На сердеч нике 3 расположена обмотка возбуждения 5, На поверхности наконечника 4, обращенной к полвижной части, имеются пазы для укладки якорной обмотки 6. Наконечники 4, число которых определяется требующимся тяговым усилием линейного двигателя, устанавливаютсп друг возле друга без зазора и со сдвигом одного ряда элементов по отношению к другому на полюсное деление. Такой сдвиг позволяет получить в любой момент времени противоположные направления токов обмотки 6 якоря каждого из рядов в лобовых еечастях.В этом случае потоки реакции якоря ло бовых чястейобеих рядов статора полностьюкомпенсируют друг друга и не оказываютвлияния на основной магнитный поток Фо,Для обеспечения участия в создании тягового усилия всех элементов крайниемагнитипроводы, компенсируя осевой сдвиг,дополняются ферромагнитными приставками 7. Призматические магнитопроводыконструктивно объединены немагнитнойполосой 8 со столом металлообрабатывающего станка 9 (фиг. 3),В таком двигателе полностью отсутствует поток реакции якоря лобовых частейобмотки якоря, что обусловлено противоположным направлением токов этих частей в каждом из рядов неподвижной части, Однако при сдвиге призматическихмагнитопроводов подвижной части от исходного, показанного на фиг, 1, на полюсное деление 7 (фиг.2), в зазоре междуэлементами оказывается на единицу меньше элементов подвижной части. Чередование разного количества магнитопроводовподвижной части, находяшихся в зазорестатора,происходит через каждое полюсноеделение 7 вдоль хода машины, что вызыва.ет продольные пульсации основного магнитного потока и соответственно тяговогоусилия двигателя и его скорости.Для увеличения равномерности движецля линейного двигателя постоянного тока путем устранения как продольной пульсации основного магнитного потока, таки продольной реакции якоря лобовых частей,один из рядов элементов статора )(например, верхний) может быть дополнен содной стороны приставкой шириной в дваполюсных деления, тогда другой (например,нижний) необходимо дополнить двумя приставками с обеих сторон шириной в полюсное делением каждый,Такой двигатель представлен на фиг.4,5,Видно, что и в одном, и в другом положении число подвижных йриэматическихмагнитопроводов в зазоре между рядамиэлементов одно и то же. Следовательно,площади подвижных элементов, через которые замыкается основной магнитныйпоток ф о, в любой момент времени остаются постоянными, что и обеспечивает отсутствие его продольных пульсациПредлагаемый двигатель. работает следующим образом,.При принятых на фиг.4 направленияхтоков якорной обмотки 6 и основного магнитного потока ф о электромагнитное усилие, возникающее в соответствии с законом Био-Савара-Лапласа, направлено впра7 г) .; 7 цРие, У во для элементов и влево для подвижной части. Под действием этого усилия, подвижная часть линейного двигателя начинает перемептвться влево. Электромеханический или полупроводниковый коммутатор переключает ток в секциях обмотки 6 якоря таким образом, чтобы в проводниках элементов, находящихся в данный момент против ферромагнитных призматических магнитопроводов подвижной части, проО текая ток одного и того же направления при движении в одну сторону,Для реверса двигателя необходимо изменить на противоположное либо направление тока в якорной обмотке, либо в обмотке возбуждения двигателя, Аналогично работает и двигатель, конструктивная схема которого представлена на фиг.4. формул а изобретени я Линейный электрический двигатель содержащий П-образную ферромагнитную станину, на противоположных сторонах которой размещены друг против друга полюсные 11бсердечники с обмоткой возбужления и рабочей обмоткой, и подвижную часть, содержашую ферромш нитные сердечники, закрепленные нв немвгнитной полосе, которые в направлении движения имеют длину, равную полюснаму делению 7, я расположенные друг от друга на расстоянии,равном , о т л и ч а ю пт и й с я тем,что, с целью повышения равномерности движения, акщвные поверхности полюсных сердечников ферромагнитной станины сдвинутыдруг относительно друга в продольном направлении на величину полюсного деления, при этом крайний полюсный сердечник на каждой стороне П-образной станины, расположенный со стороны, пропеоположной направлению сдвига, снабжен ферромагнитной приставкой длиной, равной полюсному делению ,Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании %1207232.,кп. Н 02 К 41/02, Н 2 А, 1970,2. ВоИ.ЗсИюех, ВРаОчйесМ.че; 1972,63, М 23, с. 1338-1344,702511 оррек Заказ 9596/61 Тираж 783ВНИИПИ Государственного комитета СССпо делам, изобретений и открытий113035, Москва, Ж Раущская наб., д, 4/5 дписное Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,ал Составитель С. Венгржановседактор 3. Ходакова . Техред М. Петко