Линейный многофазный двигатель

 

1. ЛИНЕЙНЫЙ МНОГОФАЗНЬЙ ДВИГАТЕЛЬ , содержащий якорь и индуктор с обмоткой, разделенной на п взаимно смещенных в поперечном направлении систем катушек, соединенных в многофазную схему, и магнитопроводом , объединяющим эти системы, о. тличающийся тем, что, с целью повьштения тягового усилия на единицу объема двигателя, якорь содержит m параллельных стержней выполненных например, в виде установленных поочередно колец из проводящего и ферромагнитного материала и установленных с возможностью продольного перемещения соосно с системами катушек обмотки индуктора, в каждой из этих систем катушки вьшолнены кольцевыми, установлены со сдвигом в продольном направлении относительно одноименных катушек остальных систем, постоянньм для каждой пары систем и кратным 1/т удвоенного полюсного деления, а одноименные фазы катушек соседних систем соединены между собой, причем магнитопровод индуктора.вьшолнен из поперечных ферромагнитных элементов с (Я отверстиями для стержней якоря, а с указанные элементы имеют толщину зубца и установлены вдоль двигателя поочередно с катушками обмотки ин-. дуктора. 05 ND со N9

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (11) (51)4 Н 02 i< 21/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРС ГОВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПМЙ (21) . 2626115/24-07 (22) 05.06.78 (46) 07.07.85. Бюл. Р 25 (72) Л.Г.Безусый (71) Институт электродинамики

АН Украинской CCP (53) 621.313.333(088.8) (56) 1. Патент США У 3497730, кл. 310-13, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 514398, кл. Н 02 К 41/04, 1974. . (54) (57) 1. ЛИНЕЙНЬЙ ЮНОГОФАЗНЬЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий якорь и индуктор с обмоткой, разделенной на е взаимно смещенных в поперечном направлении систем катушек, соединенных в многофазную схему, и магнитопроводом, объединяющим эти системы, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения тягового усилия на единицу объема двигателя, якорь содержит п1 параллельных стержней выполненных например, в виде установленных поочередно колец из проводящего и ферромагнитного материала и установленных с возможностью продольного перемещения соосно с системами катушек обмотки индуктора, в каждой из этих систем катушки выполнены кольцевыми, установлены со сдвигом в продольном направлении относительно одноименных катушек остальных систем, постоянным для каждой пары систем и кратным 1/rn удвоенного полюсного деления, а одноименные фазы катушек соседних систем соединены между собой, причем магнитопровод индуктора.выполнен из поперечных ферромагнитных элементов с отверстиями для стержней якоря, а указанные элементы имеют толщину зубца и установлены вдоль двигателя поочередно с катушками обмотки индуктора.

1166232

2. Двигатель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что параллельные стержни якоря снабжены ферромагнитными сердечниками.

3. Двигатель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что ферромагИзобретение относится к многофазным линейным электродвигателям переменного тока, преимущественно — к двигателям цилиндрической формы, и может быть использовано; например, 5 в бесштангoBbIx плунжерных насосных установках для откачки жидкости из глубоких скважин.

Известны линейные многофазные двигатели с обмоткой индуктора, разделенной на равное числу фаз количество взаимно смещенных в поперечном направлении и распределенных в продольном направлении систем катушек, в каждой из которых

15 катушки соединены в однофазные . схемы и расположены относительно катушек соседних однофазных систем с продольным сдвигом, равным длине полюса, деленной на 20 число систем. Магнитопровод индуктора выполнен из такого же числа однофазных элементов, установленных параллельно один другому и несущих указанные однофазные обмотки, а якорь выполнен общим для всех . элементов индуктора и установлен с одной стороны на равных расстояниях от них- t1) .

Указанная конструкция двигате- 30 лей обеспечивает повышенные удельные тяговые усилия при пониженных скоростях движения за счет увеличения числа полюсов на единицу длины двигателя. Однако это достигается при одновременном увеличении поперечных размеров двигателей.

Известен также линейный многофазный двигатель, содержащий якорь и индуктор с обмоткой, разделенной 40 на м взаимно смещенных в поперечном направлении систем катушек, соединенных в многофазную схему, и магнитные элементы индуктора выполнены в виде пакетов листов электротехнической стали с радиальными прорезями к каждому отверстию, предназ-. наченному для прохождения стержня якоря. нитопроводом, объединяющим эти сист емы (2), Недостаток известного двигателя— размещение обмотки вне зубцовой зоны приводит к непроизводительному увеличению поперечного сечения двигателя на величину необмотанных зубцов. По-прежнему часть поперечного сечения занимает ярмо индуктора.

Кроме того, удельная тяга двигателей данного типа оказывается низкой из-за сравнительно низких значений магнитной индукции в воздушном зазоре, ограниченной насыщением магнитопроводящих пластин (зубцов) в узких местах, прилегающих к однофазным элементам индуктора, а также из-за больших магнитных потоков рассеяния в области необмотанных зубцов.

Целью изобретения является повышение тягового усилия на единицу объема линейного двигателя.

Э=а цель достигается тем, что якорь содержит п параллельных стержней,выполненных в виде установленных поочередно колец из проводящего и ферритового материала и установленных с возможностью продольного перемещения соосно с системами катушек обмотки индуктора, в каждой из этих систем катушки выполнены кольцевыми, установлены со сдвигом в продольном направлении относительно одноименных катушек остальных систем и кратным 1 /е удвоенного полюсного деления, а одноименные фазы катушек соседних систем соединены между собой, причем магнитопровод индуктора выполнен из поперечных ферромагнитных элементов с отверстиями для стержней якоря, а указанные элементы имеют толщину зубца и уста1166232 новлены вдоль двигателя поочередно с катушками обмотки индуктора.

Параллельные стержни якоря могут быть снабжены ферромагнитными сердечниками. 5

Ферромагнитные элементы индуктора могут быть выполнены в виде пакетов листов электротехнической стали с радиальными прорезями к каждому отверстию, предназначенному для прохождения стержня якоря.

На фиг. 1 изображен трехфазный двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, общий вид; на фиг.3 схема соединения катушек обмотки <5 двигателя.

Двигатель с тремя системами катушек обмотки индуктора содержит якорь, состоящий из трех параллельных стержней 1, и индуктор. Обмотка индуктора N разделена на три системы 2 — 4 катушек, соединенных в каждой системе в многофазные схемы и установленых соосно со стержнями якоря 1, а магнитопровод выполнен из ряда пакетов 5 лис- 5 тов электротехнической стали. Пакеты 5 установлены поочередно с катушками обмотки и имеют отверстия 6, допускающие свободное перемещение стерж.,ней якоря, и радиальные прорези к этимО отверстиям 7. Соединение катушек обмотки в трехфазные схемы выполнено, как показано на фиг. 1 и 3, с продольным сдвигом катушек системы 2 по о. ношению к одноименным катушкам систем 3 и 4 соответственно на 1/3 и

2/3 удвоенного полюсного деления.

Иногофа..ная схема обмотки собрана путем соединения катушек каждой системы с принадлежащими той же фазе катушками соседних систем. Стержни якоря 1 состоят из ферромагнитного ярма 8 и зубцового слоя, выполненного из установленных поочередно колец 9 и 10 соответственно из проводящего и ферромагнитного материала.

Двигатель работает следующим образом

При включении двигателя в трехфазную сеть переменного тока волны бегущих магнитных полей систем 3 и

4 катушек сдвигаются в продольном направлении по отношению к волне магнитного поля системы 2 катушек соответственно на 1/3 и 2/3 пространственного периода.

Вследствие этого в каждом поперечном сечении двигателя магнитные потоки в индукторе образуют симметричную многофазную систему, уравновешивая один другого. В воздушных зазорах образуются бегущие волны магнитного поля, которые взаимодействуют с вихревыми токами короткозамкнутых контуров стержней якоря и приводят к созданию тягового усилия.

II66232

Составитель З.Горвик

Редактор В.Данко Техред О.ВащишинаКорректор И.Эрдейи

Заказ 4319/50 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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