Двухкоординатный электродвигатель постоянного тока

 

1. ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий подвижный якорь с двумя системами взаимно перпендикулярных обмоток, размешенных на противоположных сторонах прямоугогп ного магнитопровода, неподвижный пассивный индуктор из двух расположенных по обеим сторонам магнитопровоца якоря ферромагнитных пластин с взаимно перпендикулярными системами зубцов на в нутренних поверхностях. обращенных к соответствующим обмоткам якоря,и коллекторный узел для кажаой жоординаты, имеющий жестко связанные с якорем коллекторные пластины, и шетки, отличающийся тем, что, с цепью упрощения, коллекторные пластины каждой координаты выполнены в виде аксиально распопожетш1х шайб, разделенных диэлектрическими прокладками, а шетки укреплены с аксиальным шагом, равным полюсному делению обмотки якоря, на размещенной внутри полости, образованной отверстиями шайб, с возможностью аксиального перемещения, пустотелой направляющей с установленными на ее концах подшипниковыми узлами и контактными щетка (Л ми, скользящими по неподвижным токоподводящим шинам, продольная ось которых совпадает с направлением второй координаты. 2. Электродвигатель по 1, о т л ичающийся тем, что каждая щетка состоит из нескольких частей, равномарк СдЭ но расположенных в радиальном направлении по внутреннему периметру шайб. vj 00 00 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) д(5о Н 02 К 41/02

I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

У.:...

«»»с".. ю » 6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2874305/24 07 (2 2) 25.01.80 (46) 23.08,83. Бюл. 34 31 (72) В. Т. Беликов, А. Q. Ивлев и Ю. А. Сахаров (53) 621.313.13 (088.8) (56) 1. Авторское свицетельство СССР

М 483741, кл. Н 02 К 41/04, 1975.

2.Луценко В. Е. и Рубцов В. П.

Электропривоц с щаговыми цвигателями. Электропривоц и автоматизация промышленных установок. Т. 6, 1978, с. 25 32, 64 (прототип). (54) (57) 1. ДВУХКООРДИНАТНЫЙ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЪ ПОСТОЯННОГО ТОКА, соцержащий поцвижный якорь с двумя системами взаимно перпенцикулярных обмоток, размещенных на противоположных сторонах прямоугож ного магнитопровоца, неподвижный пас сивный инцуктор из цвух расположенных по обеим сторонам магнитопровоца якоря ферромагнитных пластин с взаимно перпенцикупярными системами зубцов на внутренних поверхностях, обращенных к соответствующим обмоткам якоря,и коллекторный узел цля каждой коорцинаты, имеющий жестко связан-, ные с якорем . коллекторные пластинй, и щетки, отличающийся тем, что, с целью упрощения, коллекторные пластины кажцой коорцинаты выполне ны в вице аксиапьно расположенных шайб, раэцепенных диэлектрическими проклацками, а щетки укреплены с аксиальным шагом, равным полюсному целению обмотки якоря, на размещенной внутри полости, образованной отверстиями шайб, с возможностью аксиального перемещения, пустотелой направляющей с установленными на ее концах поцшип Я пиковыми узлами и контактными щетками, скользящими по непоцвижным токопоцвоцяшим шинам, процольная ось которых совпацает с направлением второй коорцинаты.

2. Электроцвигатель по 1, о т л ич а ю шийся тем, что кажцая щетка состоит иэ нескольких частей, равномерно расположенных в рациальном направлении по внутреннему периметру шайб.

7384

1 103

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано цля привоца механизмов промышленных роботов и манипуляторов, графопостроителей и коорцинатографов, в периферийных устройствак электронных вычислительных машин, а также в цвухкоорцинатных столах станков, прессов и цругих обрабатывающий промышленных уста- 10 новках.

Известны линейные электройвигатели, имеющие якорь с цвумя системами взаимно перпенцикупярных обмоток, уложенных в пазах и инпуктор, выполненный 15 в вице многопошосного постоянного магнита с черецуюшимися по его циагоналям полюсами 1) .

Нецостатком этих пвигателей являеэ ся ни экая точность. пвижения. 20

Наиболее близким по технической сущности является цвухкоорцинатный электроцвигатель постоянного тока, со цержащий поцви>кный якорь с цвумя системами взаимно перпенцикулярных об- 25 моток, размещенных HB противополож» ных сторонах прямоугольного магнитпровопа, неподвижный пассивный ин у тор из цвух расположенных по обеим сторонам магнитопровоца якоря ферромагнитных пластин с взаимно перпенщмкулярными системами зубцов на внутренних поверхностях, обращенных к cour ветствующим. обмоткам, и коллекторный узел цпя кажцой коорпинаты, вкпючак - 35 ший в себя жестко связанные с якорем ксллекторные пластины и щетки 2 .

Нецостатками укаэанного цвигателя является повышенная конструктивная сложность и сложность управления.

Белью изобретения является упрощение цвигателя и управления им.

Поставленная цель постигается тем, что колпекторные пластины . кажцой координаты выполнены в вице аксиально 45 расположенных шайб, разцеленных, циэлектрическими проклацками, а щетки укреплены с аксиальным шагом, равным пслюсному целению обмотки якоря, на размещенной внутри полости, образован 50 нс и отверстиями шайб, с возможностью м онального перемещения, пустотелой неправляющей с установленными на ее концах поп узлами и контактными щетками, скользящими по непоц- 55 важным токопоцвоцяшим шинам, пропою ная ось которых совпацает с направле нием второй коорцинаты.

Кроме того, кажцая щетка состоит из несколькик частей, равномерно рас положенных в рациальном направлении по внутреннему периметру шайб.

Такое выполнение цвухкоорпинатно го цвигателя постоянного тока позволяет совместить функции направляющих, обес печивающих цвижение по цвум коорцина там, и коллекторного узла в оцних и тех же конструктивнык элементах, что позволяет упростить конструкцию цвигателя и систему его управления.

На фиг.. 1 привепен магнитопровоц якоря, общий вищ на фиг. 2 - пвигатель, разрез по оцной из коорцинат; на фиг. 3 - разрез коллекторного узла. с шайбами цилинцрической формы; на фиг. 4 - то же, прямоугольной формы; на фиг. 5 цвигатепь со снятой пласта ной инпуктора, виц сверку; на фиг. 6 - коллекторный узел с шайбами пилинпрической формы при, выполнении щетки из нескольких частей, поперечный .разрез; на фиг. 7 - то же, прямоугольной формы; на фиг. 8 - расположение токопоцвоцящнх шин, вариант.

Двигатель соцержит поцвижную часть 1 (фиг. 1), выполненную в вице магнито провоца с пазами 2 и 3 на верхней и нижней поверхностях. Ширина магнит провоца по.кажцой коорцинате составляет;

2И 6 гце, - полюсное целение, и =1, 2, 3.

В пазах 2 и 3 располагаются пве системы взаимно перпенцикупярных обмоток

4 и 5 (фиг. 2). В центральной части магнитопровоца поцвижного элемента 1 выполнен большой паз 6 (фиг. 1),в котором уложена обмотка 7 возбужцения (фиг. 2).

Поцвижная часть 1 цвигателя, не сущая якорные обмотки 6 и 6 и обмоъ ку возбужцения 7, размещается межцу цвумя параллельными плоскими магнитопровоцами 8 и 9, имеющими на сторонах, обращенных к поцвижной части, выступы 10 и впацины 11, заполненные неферромагнитным материалом (фиг. 2).

Ширина выступов 10, служацах цпя формирования основного магнитного потока, равна б((Л i гце о/ д коэффициент расчетной полюсной цуги, суммарная ширина выступа 10 и впацины 11 равна 2 "

Направления полюсообразующих выступов совпадают с налравлениями близлежащих активных провоцнйков якорных обмоток 5 и 6. Высота выступов 10

1037384

3 соответствует (10-15) ° К, гце Коциосторошцтй возцушный зазор машины.

Дпя зюыкания основного магнитного потока ф и конструктивного объединения неподвижных пластин 8 и 9 в монолитную конструкцию применены прямоугольные ферромагнитные стойки 12, располагающиеся в угпах магнитопроводов 8 и 9 (фиг,2

Коппектор цвнгатепя состоит из плоских шайб 13 произвольной формы.

Дпя примера на фиг. 3 и 4 привецены поперечные разрезы коллекторов с цилиндрическими (фиг. 3) и прямоугож ными (фиг. 4) шайбами. Шайбы 13 выпопнены с отвоцами цпя присоецинения вывоцов секций обмоток якоря и разделены диэпектрическими прокпацками 14.

В центральной части коппекторнъишвйб 13 и прокладок 14 выполнены ?о отверстия произвопьной формы, опрецепяемой технологией изготовпения коллектора и шеткопержатепя. Коллекторные шайбы 13 и прокпапки 14 запрессовываются в корпус 15, выполненный из эпектроизопяционного материала. Щеткоцержатепи 16 выполнены из эпектрьизопяционного материала и имеют трубчатое сечение. На шеткоцержателе, на расстояниях, равных Г друг от цруга, размещены коппекторные щетки 17, причем полярность щеток черепуется.

Токопровоц к щеткам 17 осуществляется цвумя контактными узпами, частично расйопоженными на неподвижных 35 направляющих 18, а частично на щеткоцержателе 16. Кажцый контактный узел состоит нз непоцвижной токопоцвоцящей шины 19, имеющей цпину, обеспечивающую полную отработку коорцина- <о ты,и контактной щетки 20, скользящей по ней. Шеткоцержатепи 16 перемещаются по неподвижной направляющей 18 с помощью ноцшипниковых узлов 21 (фиг. 2).

Для обеспечения безуцарного вхоца ше- 45 ток 17 в коппектор и получения нацежного контакта их с коппекторными пластинами по обеим сторонам коллектора располагаются конические неэлектропровоцные вводы 22. Токопоцвоцящие. шины 19 изолируются нрокпацками 23.

На фиг. 5 препставлен общий виц цвигатепя сверху.

Дпя уменьшения трения в коплектор ном узле квжцвя щетка 17 может быть выполнена из нескопьких частей, равнэ мерно распопоже п ых по внутренней поверхности шайб 13 (фиг. 6 и 7).

Такое выполнение коллекторного узла уменьшает ппощаць контактируемых поверхностей, повышая КПД двигателя.

Дпя увеличения механической проч ности шеткоцержатепя его можно выпоп нить металлическим, в этом случае щетки 17 изолируются от шеткоцержв тепя 16 неэпектропровопными вставка ми, а коплекторные шайбы 13 выполняются плоскими, прямоугольной формы (фиг. 8).

Электродвигатель работает спецуюшим образом. . При подаче питания на обмотку возбуж пения в цвигателе созцается поток воз бужпения ФД,. - замыкающийся при (фиг. 2) направлении тока в обмотке 7 йо сило- вым линиям, выцеленным пунктиром.

Если с помощью электромеханического коллектора, имеющего описанное устройство, подключить, например, якорную обмотку 5 к питающей сети так, чтобы токи в ее провошшках имепи оц но и то же направление в зонах, гце находится выступъ 10, а в зонах впадин ll - противоположное направ ление, на подвижный элемент 1 начи ивет пействовать электромагнитная сила, направпенная вправо, параппепьно оси Х. Если обмотка 6 обесточена, то при начавшемся движении поцвижной части 1 электромеханический коллектор . переключает секции обмотки 5 так, чтобы направление электромагнитной сипы оставалось неизменнъ м.

Аналогично работает и якорная обмотка 6, перемещая подвижный элемент 1 параппельно оси У при неработающей якорной обмотке 5. При поцаче питания на обе обмотки оцновремен но подвижный элемент 1 перемещаеъся в направлении вектора скорости, являющегося суммой линейных скороо . тей машины по осям Х и У. Реверс и плавпое регулирование скорости осуществляется метоцами, обычными цля врашвюшихся машин постоянноГо тока.

1037384

1037384

1037384

1037384

1037384

Рие 7

Составитель 3. Горник

Рецактор П. Коссей Техрец Т.Маточяа Корректор Л. Бокшан

Заказ 6025/57 Тираж 687 Поц исное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета ССС по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., ц. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгороц, уп. Проектная, 4