Индуктор линейного цилиндрического электродвигателя

) Н 02 К 41/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ный слой, набран одулей 1, каждый из катушки 2, на ый из отдельиз которых соотанной на изоферромагнитныхаркас имеет акт сои онныи каркас 4, Кольцевой элементо С-образп верхност сечение иснабжен вь на торцовых поступами, Ферроолнен в виде емент вып агнитныи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТЙО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ ССОР АВТОРСКОМУ СвйдЕТЕПЬСТВ 1(46) 30. 10,90. Бюл. Р 40 . (71) Особое конструкторское бюро линейных электродвигателей с опытным производством(56) Авторское свидетельство СССР Нф 1023571, кл. Н 02 К 41/025, 1971. (54) ИНДУКТОР ЛИ 11 ГЙНОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТРЛЯ(57) Иэобретение относится к электро технике и может быть использовано в приводах возвратно-поступательного движения. Целью является повышение энергетических показателей и упрощение конструкции. Устройство содержит двух концентрических колец, соединенных ребрамп. Ребра двух соседних элементов 6 и 7 смещены одно относительно другого с образованием свободного пространства, предназначенного для выступов обеих сторон изоляционного каркаса 4. 11 оложительный эффект достигается уплотнением всего активно-аИзобретение относится к электрстехнике и .может быть использовано вприводах возвратно-поступательногодвижения. 5Цель - повьш 1 ение энергетическихпоказателей и упрощение конструкции.На фиг. 1 изображен Арагмент индуктора, разрез; на фиг. 2 - совокупность нескольких модулей; на . 10фиг. 3 - ферромагнитный элемент; нафиг. 4 - то же,в аксонометрии; нафиг. 5 - то же, со смещением ребер;на фиг. 6 - вариант изоляционногокаркаса с выступами на обеих торцовых 15поверхностях, вид слева; на Фиг. 7 -то же, вид прямо; на фиг. 8 - то же,вид сбоку; на фиг. 9 - вариант изоляционного каркаса с выступами на одной торцовой поверхности, вид слева; на Фиг. 10 - то же, вид прямо;нп Фиг. 11 - то же, вид сбоку; нафиг. 12 - изоляционный каркас со смещением выступов, вид слева; на Фиг.13 - то же, вид прямо; на фиг. 14 - 25то же, вид сбоку; на фиг. 15 и 16совокупность ферромагнитных элементов, вид сверху; на фиг . 17 и 18 - ,изоляционный каркас со смещением вы-ступов, в аксонометрии; на Аиг.,19 - 30Ферромагнитный элемент.Индуктор линейного цилиндрическогоэлектродвигателя содержит активныйалой, набранный из самостоятельныхмодулей 1, калдый из которых состоитиз катушки 2, намотанной на изоляционный каркас 3 (фиг. 1) или карка.- сы 4 и 5 (Фиг. 2), имеющие С-образноепоперечное Сечение, и ферромагнитныхэлементов 6, 7. Каждый ферромагнитный элемент 6, 7 выполнен в виде двухконцентрически расположенных колец8 и 9, соединенных радиальными ребрами 10 (фиг. 3), Внешнее кольцо 8 по,ширине больше внутреннего кольца 9 45на величину открытия паза (Фиг,19),что позволяет при последовательномнаборе ряда модулей 1 (фиг1, 2) образовать полузакрытую пазовую структуРу. - . 50 Для последовательного набора модулей 1 в корпусе 11 индуктора (Аиг.1) в его внешнем кольце 8 выполнены прорезь 12 под шпонку 13 а также лаз 14 для укладки соединений обмотки 15,55Сечение отдельных ребер 10 рациональнее выбирать исходя из следующего условия. Сумма поперечных сечений упомянутых ребер 10, САормированньЬс междудвумя концентрически расположеннымикольцами 8 и 9, на любом радиусе между внутренней поверхностью 16 внешнего кольца 8 и внешней поверхностью17 внутренного кольца 9 (фиг. 3)должна удовлетворять условиюк:Е 8- 8,гдеБ, - сумма площадей поперечныхсечений ребер 10 по радиусу;Б- площадь внешней поверхности 17 внутренного кольца9 по радиусу;г - количество радиальных ребер 10.При равенстве указанных выше площадей магнитные нагрузки распределяются равномерно в радиальных ребрах10 и во внутреннем концентрическомкольце 9. Данный вариант являетсяидеальным и не влияет на плотностьсоединения в модуле.Формирование магнитопровода наописаннсм выше принципе позволяетустранить его участки, слабо насыщенные в магнитном отношении, поскольку сечение ребер 10 выбирается исходяиз пропускной способности сеченияу основания коронок зубцов (внешнейповерхнссти 17 внутреннего кольца 9),т.е. максимально сократить металлоемкость магнитопровода индуктора.При таком конструктивном построенииферромагнитных элементов 6 и 7 ихцелесообразно выполнять из композиционного ферромагнитного материала,например путем прессовки из ферромагнитного порошка марки ПНЭ. Это обеспечит не только получение необходимого конструктивного построения ферромагнитньх элементов 6 и 7, нои позволит,значительно снизить трудоемкость их изготовления, организовать производствоферромагнитных элементов 6 и 7 .напринципах безотходной технологии.формирование активного слоя индуктора осуществляют путем последовательного. набора чередующихсяФерромагнитных элементов двух типов 6 и 7 с катушками 2 (фиг.1), Элементы 6 и 7 отличаются один от другого тем, чтопри последовательном наборе их в составе модулей 1 в корпус 11 на шпонку 13 ребра 10 каждого последующегоферромагнитного элемента (в данном5 160349 случае 7) относительно ребер 10 предыдущего элемента (в данном случае 6) ,смещены на угол, равный половине угла Ы образованного радиальными осяУ; 5 ми близрасположенных ребер 10 (фиг.З), Поскольку главным препгтствием на пути распространения полей пазового рассеяния являются воздушные промежутки, то описанное выше построение магнито провода индуктора обеспечивает значительное уменьшение пазового рассеяния. Для наглядности на фиг. 15 и 16 показан вид сверху на набор ферромагнитных элементов 6 и 7: на фиг., 15 - при расположении ребер 10 соседних элементов 6 и 7 по принципу, описанному вьппе, на фиг. 16 - по принципу построения магнитопровода прототипа (только элементов 6). Ребра 10 на 20 фиг. 15 и 16 условно показаны пунктиром.Теоретически это возможно обосновать следующим образом.Сопротивление рассеянию части па за, заполнечной обмоткой Хиндуктора линейного цилиндрического электродвигателя, определяется из выражения видапнут7 гр г (р + ) Ьг . 30рч где щ - магнитная проницаемостьвоздуха;- частота питающей сети35- количество последовательносоединенных витков в кольцевых катушках фазы;итР - внутренний диаметр зубцовиндуктора; 40высота паза, занятая обмоткой;р - число полюсов,- количество пазов на полюси фазу; 45Ь = Ь - расстояние между осями реП Эбер соседних ферромагнитных элементов (фиг, 19).С увеличением Ь уменьшается сопротивление рассеянию части паза, за нятого обмоткой (Х ), вследствие чего уменьшается сопротивление пазовому рассеянию обмотки, а следовательно, возрастет электромагнитная мощность, создаваемая линейным цилинд-55 5 6(фиг, 6) снабжена фигурными выступами 18 и 19. Указанные выступы помещены в полостях 20 ферромагнитныхэлементов 6 и 7 и по Форме повторяютих конфигурацию. Например, выступы19 изоляционного каркаса 3 помещеныв полостях 20 правого ферромагнитного элемента 7 и входят в один с ниммодуль 1, а выступы 18 - в полостях20 ферромагнитного элемента 6 (левого) соседнего модуля 1, Достичь этого можно только за счет того, что выступы 18 на одной торцовой стенке 16каждого изоляционного каркаса 3 относительно аналогичных выступов 19на другой его торцовой стенке 16 смещены один относительно другого наугол, равный половине угла Мобразованного радиальными осями близлежащих ребер 10. Такая компоновка Ферромагнитных элементов 6 и 7 и каркасов3 позволяет благодаря их последовательному сочленению не только уплотнить активный слой индуктора, нои повысить жесткость каркасов 3, поскольку выступы 18 и 19 выполняют лоотношению к остальной части торцовыхстенок 16 каркасов 3 роль ребер жесткости, Это позволяет уменьшить толуну торцовых стенок 16 йзоляционныхкаркасов 3. Например, для индукторалинейного цилиндрического электродвигателя ЛДЦ-27-УЗ толщину торцовых стенок можно уменьшить до 0,40,5 мм, увеличив тем самьщ свободноепространство лаза до 7,2-7,0 мм и,как следствие, повысив коэффициентзаполнения пазов. Наличие выступов18 и 19 только на одной торцовой стенке16 изоляционного каркаса требует формирования двух типов каркасов 4 и 5,у которых на аналогичных т 9 рцовыхстенках 16 выступы 18 и 19 были бысдвинуты, как и в каркасе 3, содержащем выступы 18 и 19 на обеих торцовых стенках 16, При наборе таких каркасов 4 и 5 в ферромагнитные элементы 6 и 7 (фиг, 4, 5) последние устанавливают так, что выступы 19 на тор-.цовой стенке 16 каждого последующегокаркаса 5 (фиг. 12 - 14) относительновыступов 18 на аналогичной стенке 16предыдущего каркаса 4 (Лиг. 9 - 11)смещены между собой также на угол, рическим электродвигателем.Внешняя сторона одной торцовой стенки 16 любого изоляционного каркаса 4 и 5 или двух стенок каркаса 3 равный половине угла, образованного радиальными осями близрасположенных ребер 1 О ферромагнитных элементовный элемент 7 на Фиг5 является собственным для изоляционного каркаса 5по Фиг. 12, а левый (поз. 6) - для1изоляционного каркаса 4 по фиг. 95При этом фигурные выступы 18 и 19 каркасов 4 и 5 входят в полости 20 ферромагнитных элементов б и 7,соседнихмодулей 1 (Фиг. 2). Возможна установка каркасов 4 и 5 в элементах 6 и 7;наоборот.Для защиты соединений обмотки 15от контакта с телом Ферромагнитныкэлементов би 7 в их пазах 14 на изояционных каркасах 3 - 5 может бытьпредусмотрен выступ 21, Для изоляционных каркасов 4, 5 по Фиг. 6 и 7выступ 21 целесообразно размещать наторцовых стенках 16, свободных отфигурных выступов 18 и 19. Это позволит вводить .выступ 21 в паз 14 ферромагнитного элемента собственного илисоседнего модуля, например выступ 21каркаса 5 (фиг. 12) - в паз 14 элемента 6 (Фиг. 4), а выступ 21 каркаса4 (фиг. 9) - в наз 22, сформированный в каркасе 5 (фиг. 12), установленном в элементе 6 (фиг. 4), обеспе-чивая тем самым взаимную связь соседних модулей 1 (фиг. 2). Набор модулей1, основаннный на данном принципе,показан на Фиг. 2.Изоляционные каркасы 3 - 5 такжемогут быть снабжены кольцевым выступом 23 (Фиг.2, 9), который вводится в паз, образованный внутреннимиконцентрическими кольцами 9 соседнихферромагнитных элементов 6 и 7,Таким образом, изобретение позволяет повысить энергетические показа 40тели индуктора за счет уменьшенияпазового рассеяния и повышения заполнения пазов, упростить его конструкцию и технологию изготовления,вследствие модульного. построения ак 45тивного слоя индуктора значИтельноснизить его металлоемкость, а такженадежно уплотнить активный слой индуктора. Формул а изобретения 1. Индуктор линейного цилиндрического электродвигателя, содержащий активный слой, представляющий собойнабор модулей, каждый из которыхсостоит из катушки, намотанной наизоляционный каркас, выполненный ввиде кольцевого элемента С-образногосечения с двумя торцовыми стенками,и ферромагнитного элемента в видедвух концентрически, расположенных колец, о т л и ч, а ю щ и й с ятем,что, с целью повышения энергетических показателей и упрощения конструкции, внешняя сторона по крайней мереодной торцовой стенки каждого каркаса снабжена выступами, а концентрические кольца каждого ферромагнитного элемента соединены радиальнымиребрами с образованием между нимисвободных полостей,. по форме повторя-.ющих выступы каркасов, в которых размещены указанные выступы, причем реб-.ра каждого последующего Ферромагнитного элемента относительно реберпредыдущего элемента смещены на угол,равный половине угла, образованногорадиальными осями блиэрасположенныхребер ферромагнитного элемента, авыступы на торцовой стенке каждогопоследующего каркаса относительно выступов на торцовой стенке предыдущего каркаса смещены между собой такжена угол, равный половине угла, образованного радиальными осями близрасположенных ребер ферромагнитного:элемента,2. Индуктор по п. 1, о т л и ч аю щ и Й с я тем, что выступы наодной торцовой стенке каждого изоляционного каркаса относительно аналогичных выступов на другой его торцовой стенке смещены между собой наугол, равный половине угла, образованного радиальными осями близрасположенных ребер ферромагнитного элемента, 16034951603495 фиг, 17 Составитель Т. Цынскаяедактор А, Иаковская Техред И,Дидык Корректор Л. Бе ираж 442 аз 3392 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Государственного комитета п113035, Иосква, ЖПодписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Раушская наб д. 4/5