Линейный электрический двигатель постоянного тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реснублик (1 )1003350

Ф

1 ъ \ .г (6l ) Дополнительное к авт. ñâíä-ву (22)Заявлено 29.04.81 (21) 3283045/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.83. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 28.02.83 (51jM. Кл.

Н 02 P 41/035

Гвс7мрстеевхьа квинтет (53) УДК 621. .313. .282 088.8) ао девам взобретеввй и втхрытнй . (72) Автор изобретения

B. Т. Беликов (71) Заявитель (54) ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропривода поступательно перемещающихся деталей или рабочих органов промышленных или транспортных установок, где требуется равномерное

5 прямолинейное движение с широким диапазоном плавного регулирования скорости, достигаемого простыми средствами.

Изаестен линейный электрический двигатель постоянного тока, содержащий магнитопровод с обмотками возбуждения и якорными обмотками, обеспечивающий выполнение указанных выше условий благодаря непосредственной встройке активных элементов этих элек трических машин в приводимые механизмы, что дает возможность практически полностью устранить промежуточ- 2р ные механические передачи, повышая точность и надежность приводимой промышленной установки в целом. В известном линейном двигателе постоянного тока электромагнитное тяговое усилие создается при взаимодействии

I магнитного поля возбуждения, обеспечиваемого электромагнитным (обмотками возбуждения) или магнитоэлектрическим (постоянным магнитом) способами возбуждения с токами активных проводников якорной обмотки, коммутируемой известными методами(1), Недостатком данного двигателя является сложность его конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому является линейный электрический двигатель постоянного тока, состоящий из подвижной части, выполненной в виде ферромагнитного сердечника с пазами, в которые уложены обмотка воз-, буждения и якорная обмотка, неподвижной части, представляющей собой ферромагнитные полюса, размещенные в направлении перемещения и коммути" рующего узла (?).

50 4

3 10013

Недостатками указанного двигателя являются сложность конструкции и большой расход активных материалов.

Цель изобретения — упрощение конструкции и уменьшение расхода активных материалов.

Указанная цель достигается тем, что линейный электрический двигатель постоянного тока, состоящий из подвижной части, выполненной в виде сердечника с пазами, неподвижной части с ферромагнитными полюсами и коммутирующего узла, имеет подвижный сердечник в виде цилиндра с центральным осевым отверстием, а на его наружной поверхности выполнены кольцевые пазы, в которые уложена якорная обмот- ка, и два диаметрально расположенных продольных паза, в которые уложена обмотка возбуждения, при этом неподвижная часть выполнена в виде направляющей, прахе>дящей через центральное отверстие подвижного сердечника и цилиндрической трубы со сквозным продольным пазом, развертка которой име- 5 ет вид двусторонней гребенки, выступы одной стороны которой расположены против пазов другой стороны, причем ширина пазов и выступов гребенки равна йолюсному делению двигателя, а коммутирующее устройство выполнено в виде электромеханического коллектора, представляющего собой набор шайб из проводникового материала, разделенных изоляционными прокладками, и размещенного в центральном осевом отверстии подвижного сердечника, и щеток, установленных на направляющей в пазах с чередующейся полярностью.

На фиг. 1 изображен магнитопровод

40 подвижной части предлагаемого линейного двигателя; на фиг. 2 - набоо коллектооных шайб, встраиваемых в подвижную часть; на фиг.3 — неподвижная часть линейного двигателя на фиг. 4 — предлагаемыи двигатель в сбо45 ре с боковыми крышками, общий вид; на фиг. 5 — узел подвода питания к обмотке возбуждения; на фиг. 6 - соединение подвижной части с рабочим органом.

Подвижная часть 1 предлагаемого электрического двигателя постоянного тока (фиг.1 ) выполнена в виде цилиндра, имеющего радиальные пазы 2, служащие для укладки кольцевых секций>,и два одинаковых противолежащих аксиальных паза 3, в которые укладывается обмотка возбуждения. Центральное аксиальное отверстие 4 служит для встройки цилиндрического линейного электромеханического коллектора. Паз в этом отв рстии выполнен для размещения проводников, подсоединяющих выводные концы кольцевых секций якорной обмотки к коллекторным пластинам.

Комплект шайб 6 в сборе (фиг.2) встраиваемого линейного коллектора состоит из набора кольцевых электропроводных шайб, разделенных изоляционными прокладками 7. Неподвижная часть 8 (формирователь основного магнитного поля, фиг.3 ) выполняется из трубчатой цилиндрической ферромагнитной заготовки путем прорезания продольного паза вдоль всего формирователя магнитного поля, Ширина паза неподвижной части 8 превышает .ширину паза 3 подвижной части 1 на (5-6)д, где сà — односторонний воздушный зазор между подвижной и неподвижной частями двигателя. Это необходимо для уменьшения магнитного расстояния. Развертка трубчатой цилиндрической заготовки имеет вид двусторонней гребенки, выступы 9 одной стороны которой расположены против пазов другой стороны, причем ширина пазов и выступов гребенки равна полюсному делению двигателя. Магнитный поток возбуждения замыкается по продольному участку 10 формирователя поля шириной, меньшей ширины паза 3 подвижной части 1 на (5-6 ) d; для уменьшения потоков рассеяния.

Подвижная часть 1 несет кольцевую якорную обмотку 11, укладываемую поверх обмотки 12 возбуждения, конструктивно разделяемую на две части, симметрично охватывающие полюсные выступы подвижной части. Комплект шайб б электромеханического коллектора запрессовывается в аксиальное отверстие 4 подвижной части 1, будучи электрически изолированным от нее изоляционной прокладкой 13. Выводы секционных сторон якорной обмотки 11 (° подсоединяются к шайбам 6 коллектора соединительными проводниками 14, проходящими в аксиальном пазу 5, Направляющая 15, служащая для реализации линейного движения подвижной части 1 вдаль формирователя 8 магнитного поля, одновременно является щеткодержателем, несущим контактные щетки 16.

Опорным элементом двигателя являются жесткие направляющие 17, ук350

5 1001 репленные на корпусе приводного механизма (встрайваемые линейные двигатели, обеспечивая устранение промежуточных механических передач между двигателем и рабочим органом 18, выполняются как неотьемлемые части приводимых ими механизмов).

Опоры качения выполнены в виде двух пар подшипников 19, сидящих на валах 20, закрепленных на боковых не- 10 магнитных крышках 21, к которым крепится магнитопровод подвижной части двигателя.

Обмотка 12 возбуждения, уложенная в паз 3, создает основной магнитный поток Ф, замыкающийся по подвижному магнитопроводу подвижной части

1 полюсообразующим выступом 9 и участку 10 формирователя.

Двигатель работает слвдующим об- 20 разом.

При пропускании тока по кольцевым секциям якорной обмотки 11 в направлениях, показанных на фиг. 4, электромагнитная сила F сдвигает под- 25 м вижную часть 1 вправо. При начавшемся его движении под действием этой силы линейный электромеханический коллектор, состоящий из проводящих шайб 6, коммутирует секции якорной Зр обмотки таким образом, чтобы направление электромагнитной силы не изменялось. Реверс и регулирование скорости осуществляются обычными метода. ми для линейных и вращаюшихся элек35 трических двигателей постоянного тока. Применение когтеобразной конструкции формирователя основного магнитного поля влечет за собой необходимость использования цилиндри" ческого подвижного элемента с обмотками. Цилиндрическая форма подвижного элемента и формирователя магнитного поля обеспечивает переход к токарной обработке как основному виУ 45 ду технологии изготоцления предлагаемого изобретения. Как известно, токарная обработка проще и производительней фрезерования и обеспечивает более высокую точность поддержания

50 зазоров, связанную с возможностью полного изготовления детали с одной установки на одном станке. Это, в первую очередь; касается подвижной части двигателя. Уменьшение расхода об55 моточнои меди достигается в предлагаемом двигателе применением кольцевой обмотки якоря с повышенной долей использования полной длины секций.

Формула .изобретения

Линейный электрический двигатель постоянного тока, состоящий из подвижной части, выполненной в виде ферромагнитного сердечника с пазами, в которые уложены обмотка возбуждения и якорная обмотка, неподвижной части, представляющей собой ферромагнит" ные полюса, размещенные в направлении перемещения и коммутирующего уз— ла, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения расхода активных материалов, подвижный сердечник имеет форму цилиндра с центральным осевым отверстием, а на его наружной поверхности выполнены кольцевые пазы, в которые уложена якорная обмотка, и два диаметрально расположенных продольных паза, в которые уложена обмотка возбуждения, при этом неподвижная часть выполнена в виде направляющей, проходящей через центральное отверстие подвижного сердечника и цилиндрической трубы со сквозным продольным пазом, развертка которой имеет вид двусторонней гребенки, выступы одной стороны которой расположены против пазов другой сторо ны, причем ширина пазов и выступов гребенки равна полюсному делению двигателя, а коммутирующее, устройство выполнено в виде электромеханическаго коллектора, представляющего собой набор шайб из проводникового материала, разделенных изоляционными про— кладками, размещенного в центральном осевом отверстии подвижного сердечника, и щеток, установленных на направляющей в пазах с чередующей.ся полярностью.

11сточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Свечарник Д. В. Линейный электропривод. M "Энергия", 1979, с.74.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке И 2719846/24-07, кл. H 02 K 41/035, 1979.

1001350 иг.

1001350

1001350

Составитель С. Венгржановская

Техред Е. Харитончик Корректор С. Шекмар

ММ

Редактор й. Ковач

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1435/68 Тираж б85 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР яо делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5