Электрический двигатель возвратно-поступательного движения

 

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3!5п Н 02 К 33 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 г!!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21)2935104/24-07 (22)04.06.80 (46)15,04.83. Вюл. 9 14 (72)И. И, Чуркин (71)Тольяттинский политехнический институт (53)621.313.17(088.8) (56)1, Авторское свидетельство СССР

М 686126, кл, Н 02 К 33/02, 1978.

2, Авторское свидетельство СССР

В 250273, кл. Н 02 К 33/18, 1965.

3. Авторское свидетельство СССР

В 68655, кл. Н 02 К 33/14, 1944. (54)(57) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ

ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ содержаший .неподвижный магнитопровод, „„SU„„1012399 выполненный в виде внутренней и охва тываю! !ей его наружной частей, обмотку возбуждения, размеценную в кольцевом пазу внешней части, а под» вижный якорь, содержаций короткозамкнутую обмотку и ферромагнитные элементы и установленный в кольцевом зазоре магнитопровода, о т л и ч аю ц и и с я тем, что, с целью повышения КПД упомянутые короткозамкнутая обмотка и ферромагнитные элементы якоря выполнены в виде колец с одинаковыми внутренними и внешними диаметрами, причем ферромагнитные кольца размешены в направлении движения по обе сторонь; от кольца короткозамкнутой обмотки. е

1012399

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к электрическим машинам возвратно-поступатель- . ного движения с подвижной короткаэамкнутой обмоткой на якоре, выполненном цилиндрическим, ферромагнитным и помещенным внутрь цилиндрического индуктора (такого рода двигатели называются индукционно-динамическими) .

Известен индукционно-динамический 10 двигатель, в котором индуктор выпслнен в виде замкнутого, ферромагнит- . ного магнитопровода с катушкой возбуждения, а якорь с коро.козамкнутой» обмоткой, помещенной в пазу ферромаг-15 нитного магнитопровода, выполнен из поковки и расположен внутри индуктора, причем обмотка возбуждения расположена асимметрично относительно короткозамкнутой обмотки 1).

Недостатком этого двигателя является то, что выполнение якоря с ферромагнитным магнитопроводом обуславливает значительное увеличение массы якоря, что в свою очередь, снижает 25

,не только быстродействие двигателя, но и частоту собственных колебаний якоря, а потому и время возвращения якоря в исходное положение. В конечном итоге снижается предельная час- 30 тата повторения двигателем рабочих циклов и КПД энергопреобразования (при прочих равных условиях уменьшение массы якоря всегда приводит .к повышению КПД и частоты работы двигателя). Недостатком конструкции явля ется также сложность охлаждения цельнометаллического якоря двигателя, как основного источника тепловыделе-. ния. В такой конструкции двигателя теплосъем с якоря осуществляется . 40 лишь с торцовых поверхностей, которые далеко не обеспечивают нормальный тепловой режим двигателя. Это также снижает предельную частоту работы двигателя. 45

Известен также электрический двигатель возвратно-поступательного движения, содержащий магнитопровод статора, выполненный из двух частей внутренней и внешней; на внешней час-50 ти магнитопровода в кольцевом пазу размещена обмотка возбуждения, внутренний магнитопровод имеет полость, а в зазоре между двумя частями магнитопровода установлен якорь с обмот- 55 кой, питаемой переменным током 2) .

В этом двигателе решен вопрос, свя-занный с охлаждением двигателя, однако недостатком конструкции является необходимость осуществлять токоподвод к подвижной обмотке якоря.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является электрический двигатель возвратно-поступательного движения, со» 65 держащий неподвижный магнитопровод, выполненный в виде внутренней и охватывающей его наружной частей, об- мотку возбуждения, размещенную в кольцевом пазу внешней части, и подвижный якорь,.содержащий короткозамкнутую обмотку и ферромагнитные элементы и установленный в кольцевом зазоре магнитопровода (3g.

Однако известная конструкция характеризуется недостаточно высоким

КПД, что обусловлено наличием ферромагнитной оболочки на якоре, через которую замыкается часть потока, создаваемого обмоткой возбуждения.

Цель изобретения — повышение КПД.

Эта цель достигается тем, что в электрическом двигателе возвратнопоступательного движения, содержащем магнитопровод, выполненный в виде внутренней и охватывающей его наружной частей, обмотку возбуждения, размещенную в кольцевом пазу внешней части, и подвижный якорь с короткозамкнутой обмоткой и ферромагнитными элементами, установленный в кольцевом зазаре магнитопровода, упомянутые короткозамкнутая обмотка и ферромагнитные элементы якоря выполнены в виде колец с одинаковыми внутреннйми и внешними диаметрами, причем ферромагнитные кольца размеще-.. ны в направлении движения по обе стороны оТ кольца короткозамкнутой обмотки.

На чертеже показан электрический двигатель возвратно-поступательного движения.

В обечайках 1 индуктора. двигателя посредством ласточкина хвоста закреплены пластины из электротехнической стали, пропитанные эпоксидным компаундом и склеенные им между собой.

В образованных таким образом цилиндрических шихтованных секциях магнитопровода 2 выполнены пазы, в которых расположена обмотка возбуждения 3. Секции 2 с обмоткой возбуждения 3 помещены в обечайку 4 и закреплены в ней болтовым соединением с помощью верхнего 5 и нижнего 6 фланцев. К нижнему фланцу 6 болтовым соединением закреплено фигурное кольцо 7 с фиксатором 8, закрепленным на кольце резьбовым соединением.

К кольцу 7 реэьбовым соединением закреплен цилиндр 9, к которому закреплено верхнее кольцо 10, образуя таким образом внутреннюю часть магнитопровода.

В пазах между кольцом 7 и цилиндром 9, цилиндром 9 и кольцом 10 расположены подшипники скольжения 11.

В кольцевом зазоре между частями магнитопровода помещен полый якорь, выполненный из неподвижно соединенных между собой верхнего ферромагнитного

1012399

Составитель С. Венгржановская

Редактор К Волощук Техред А.Ач Корректор Г. Огар

Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2785/67

Филиал ППП Патент", г ° Ужгород, ул. Проектная, 4 кольца 12, кольцевой короткозамкнутой обмотки 13 и нижнего ферромагнитного. кольца 14. Короткоэамкнутая. обмотка 13 выполнена из материала с хорошей электропроводностью. Якорь двигателя может перемещаться в кольцевом зазоре магнитопровода по подшипникам 11 и фиксируется относительHQ обмотки возбуждения фиксатором

8 и возвратной пружиной 15. !

В

Двигатель работает следующим образом.

В исходном положении .якорь дви гателя пружиной 15 поджат к фиксатору 8, который является ограничите- . 15 лем перемещения якоря вниз, При возбуждении в воздушном зазоре двигателя электромагнитного поля путем, например, подключения катушек возбуждения 3 к генератору импулв п сов тока типа накопительной электрической емкости формируется импульсный магнитный поток Ф, который наводит в короткозамкнутой .обмотке 13 импульсный ток. В результате взаимо1 действия двух электрических контуров с токами контура, включающего обмотку 3 и источник питания, и контура, включающего короткозамкнутую обмот-! ку 13) возникает электромагнитная сила, перемещающая якорь вверх. При этом якорь совершает. механическую ра,боту и сжимает возвратную пружину.

В такой конструкции двигателя внутренняя боковая поверхность якоря является поверхностью скольжения для подшипников 11, Внутреннее относительно якоря двигателя расположение подшипников скольжения по срав" нению, например, с наружным позволяет уменььлть потребление материалов, расходуемых.на изготовление подшипников. A таким материалом, как правило, .служат или бронза, или иные специальные дорогостоящйе материалы.

Для охлаждения двигателя.и якоря внутренняя часть .магнитопровода выполнена полой, Это увеличивает поверхность охлаждения и способствует более эффективному использованию принудительного охлаждения °

Выполнение внутреннего цилиндра индуктора полым обеспечивает уменьшение веса двигателя и расхода материала на его изготовление.

Экономическая эффективность от внедрения предлагаемого электричес» кого двигателя складывается иэ эффективности от повышения КПД частоты повторения рабочих циклов, уменмпе,ния веса и расхода материалов.