Линейный синхронный двигатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в линейных электроприводах для наземного транспорта . Целью изобретения является снижение материалоемкости и увеличение удельного тягового усилия путем наиболее полного использования активных материалов. Устройство состоит из первичной части, содержащей несколько шихтованных стержней с кольцевой многофазной обмоткой 2 и П-образный магнитопровод, включающий ряд расположенных в направлении движения продольных частей 3, соединенных поперечными шихтованными ребрами 4, на которых размещена обмотка возбуждения 5, и вторичной части, выполненной из немагнитной пластины 6, на которой установлены полюсообразующие ферровставки 7, один ряд которых размещен между стерх нямм 1, а другой ряд - s.c;.v,ay стержнями и продольными частями 3 П-образного магнитопроаоца. Прч том обе ряда смещены относительно друг руга на полюсное деление . Положительнь-й зфсвект достигается тем, что подвижней является безобмоточная вторичная час-, ь такхо уменьшением количества меди в обмо кзх и отсутствием технологических зазоров 11 ил 1 з.п.ф-лы, С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 К 41/03

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДEl EJlbCTBY

1 (21) 4697396/07 (22) 29,05.89 (46) 07.12,91. Бюл, № 45 (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им, акад. В. Н.

Образцова (72) А. В. Байко, В. И. Зубов, В. Г. Иванов, Б. В. Рудаков, В, Н, Рябов и Е. П. Терентьев (53) 621,313.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 626473, кл. Н 02 К 41/03, 1976. (54) Л И Н Е Л Н Ы Й С И Н Х РО Н Н Ы Й Д В И ГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в линейных электроприводах для наземного транспорта. Целью изобретения является снижение материалоемкости и увеличение удельного тягового усилия путем наиболее полного использования активных материалов. УстИзобретение относится к электротехнике, в частности к линейным электроприводам для наземного транспорта. конкретно для гусеничного транспорта.

Целью является снижение материалоемкости и увеличение удельного тягового усилия путем наиболее полного использования активных материалов.

На фиг. 1 приведен линейный синхронный двигатель, общий вид; на фиг. 2-то же, поперечное сечение; на фиг,3-линейный двигатель, общий вид; на фиг.4-линейный, синхронный двигатель, поперечное сечение; на фиг. 5 — схема расположения ферровставок, расположенных в три ряда, схема шар„„SL3 „„16972О9 Al ройства состоит из первичной части, содержащей несколько шихтовзнных стержней с кольцевой многофазной обмоткой 2 и П-образный магнитопровод, включающий ряд расположенных в направлении движения продо IbHb!x частей 3, соединенных поперечными шихтованными ребрами 4, на которых размещена обмотка возбуждения 5, и вторичной части, выполненной из немагнитной пластины 6, на которой установлены полюсообразующие ферровставки 7, один ряд которых размещен мех;ду стержнями

1, а другой ряд — между стержнями и продольными частями 3 П-образного магнитопроаода, При зто,. оба ряда смещены относительно друг друга на полюсное деление. Положительный эффект достигается тем, что подвижн.;й является безобмоточная вторичная час;ь, а также JMOHbUJGHMGM количества меди в обмотках и отсутствием технологических зазоров. 11 ил, 1 з,п.ф-лы, нирного соединен . я пластин вторичной части друг с дру ом в эластичную гусеницу; на фи.-. 6 — эластичная гусеница с ферровставками, расположенными в три ряда, вид сверху; на фиг. 7 — схема расположения ферровсгавок, расположенных в четыре ряда, окончание ферровставок в двух рядах совпадаст с началом ферровставок, расположенных в д ух других рядах; на фиг. 8— схема расположения ферровсТавок, расположенных в три ряда, окончание ферро= вставок одного ряда перекрывает начало ферровставок в двух последующих рядах; на фиг, 9 — вариант конструкции обмотки возбуждения, состоящей из катушек, имеющих

1б97209 одинаковое направление намотки(расстояние между катушками г)римерно равно ширине кату)1)ки): и; фиг. 1С! -- Вариант канcTpyKtlH!4 обмотки возбуждения, состоящей из катушек, име!ощих череду)ощееся направление намотки (катушки располажень) вплотную друг к другу); на фиг. 11 — вариа)-т

KoHcTpу!<Ции м, !Ого<(азнс)й Обмсп ки, за>змещенной на !Вух кl=. ÃHt)Toïpot)t>ä<>õ. направление намотки соседн11)< !<атушек Од)4ой фазы м>!Огофазни/ Обмот<;i и В сосадн/х частя): маГнитопровода всlре-lt>OA, Линейный синхронный двига гель (фиг, 1 — 11) состоит из riepai«ii части, включагощей ц) ихтова нный магнитог! р<>вод 1, cocTG ящии из Двух, ttn!4 болер сте>)>кнул, не<„у)>>ух

MI4o Гофазную 05MOTt<)t .> > и П-О бра знО ГО ма Гн!лтопровода, состоя!де ГО из Ояда располо женных В направлении движения продольных частей 3, соед>лненн):!х Б поперечной части шихгованными ребрами 4. Обмотка 5 Бозбу>кде)!ия Охваты>Бает шихтОВанное pebpo 4. Вторичная часть ВыпОлнена Оезобмоточ!40>Й и состолт из не

СКОЛЬКИХ феРООМЗГНИТНЫХ УЧЗСТКОВ, Ферромагнитный нечастoK сосгоит из пластины б, abt tlonHB!! 40É via HBмагнитного материала, и устан, Бленных на ней ферровставок 7, Образующих один или нвcKoflbK0 рядОВ. !>Лежду )B tén стеоя<нями 1 расположен один ряд ферровставок 7. Др)— гой ряд ферровстачок 7 расположен между стержнем 1 мнс)гофазной Обмотки 2 и элементом 3 П-Образнога магнитопровода,ферровставки, расположенные между частям.и магнитопровода в д а раза толще, чем o=Tan bt4 Ые.

Многофаз!43Я Обмотка ".. и ее магнитопровод 1 pacnono»:Bнь! Внутp!4 П Образн> ГО маГнитОпрОВОда. Пгlастины 6 с Обеих сТоро в направлен!ли движения имеют выступы и уГлубления, пр))чем Выступы ОрнОА пластины ВхОДЯт В углублениЯ сосеДней пластины, образуя шарнирн!!е соединения 8, с помощьlо KGTopbtx пластины сОРдинень . дОуг с друГОм b» эластичну!О Гусени)>g. Шихтованный магнитопровод состоит, например, из

Двух стBржн ей (фи! . 1> — 2). ДруГим п>римером

Вь)пс)лнения маг)>и гопровода 1 является 8! О исполнение из трех стер>инеи (фнг. 4). !,1)ногофазная обмотка 2 обычно выполняется трехфазной. Другим пр!лмером и:->готоьлэниЯ этОЙ Обмотки ЯвлЯется 88 испслнРние из более,чем трех фаз, П-05paaHbt>4 мс)Гнитогl оовод выполнЯет" сЯ, напримор, с ОДним !Шихтованным ребром

4, Другим примером вь!полнения магнитопрОВОда является 8ГО исполнение с 0!дельными ребрами (фиг. 1). Обмотка 5 возбуждения Выполняется, например, еди5

50 ной, не разделенной на части (фиг. 1;, Другим примером выполнения об)мотки возбуждения является Be исполнение в Биде трех частей (фиг. 4). Обмотка 5 возбуждения охватывает, например, единственное ребро 4, Другим поимером выполнения обмоткл 5 возбуждения является 88 T3KGB >лсполнение, когда она охватывает не= êîëüêî ребер (фиг, 1), Ещеодним примером Выполнения обмотки Возбуждения. кОГда Он3 Выполнена В Виде отдельных катушек, причем катушки могут иметь например, одинаковое направление намотки, катушки расположены на

РВССТОЯНИИ ДРУГ ОТ PP)>Ã3, PJBHOM UJMP!AHB катушки (фиг, 9), Еще одним примером выполнениЯ Осмотки Возбу>кдения ЯвлявгсЯ 88 исполнение В виде Отдег ьных катушек, Opt+ чем направление намотки в ссседних катушках встреч нов, а катуш ки рас пол 0>хе н ы вплотную друг к другу (фиг, >0). Пластина 6 выполнена из немагнитного материала таКОГО, как, например, алюминиеьых сплаВОВ, НЕРжаБЕЮЩИХ СтаЛЕй. титаНОВЫХ СПЛаВОВ, пластических масс. Ферровставки образуют, например, три ряда (фиг. 1, 2), четыре ряда (фиг, 4) или большее число рядов. Толщина ферровставок может быть, наприлер, Одинаковой pn!i BcPx p: @03 (фиг, 1, 2, 4 — 7). Другим примером выполнения ферровставок является ravoe, когда ферровставки, находящиеся между частями магнитопровода 1, имеют большую толщину, чем у других ферровставок, что значительно снижает насыщение в них.

Расположение ферровставок в соседних рядах может быть, например, таким, что окончание одной ферровставки совпадает с окончанием ферровставок в двух других рядах (фиг, 1, 3 и 7). Другим примером расположения ферровставок в рядах является такое, когда окончание одного ряда ферровставок заходит за начало последу!ощего ряда (фиг. 8).

Целесообразно величину полюс:at 0 деления Т; многофазной обмс:п<и выбирать равной длине ферровставки <), т. е, долж4о выполнять .Я условие т Ь. Целесообразно также величину полюсного деления выбирать в завислмости OT воздушнсго зазора < .) Между подви>кными и неподВижными частями двигат:nя т. 8. долс

>кно выполняться условие г =.лд,.где о=

=- д1+О д +«25(ф.- 2) Ферровставки Бь!полня):тся из;".агнито-легких материалов„таких нагример, как техническое железо, низк >углерод>лстые стали, лис овое злектротехническое железо, железо-никелевый сплав (пермалг!ой).

1697209

Линейный синхронный двигатель работает следующим образом.

Обмотка возбуждения запитывается постоянным током, при этом возникает постоянное магнитное поле постоянной полярности, причем один из элементов 3 приобретает полярность "плюс", а другой элемент "минус", Магнитный поток проходит по пути; шихтованное ребро 4, г:.одольный элемент 3 П-образного магнитогровода, ферровставки 7, другой продольный элемент

3 П-образного магнитопровода, шихтованное ребро 4, при этом магнитный поток намагничивает ферровставки. Многофазная обмотка 2 эапитывается многофазным током

{в частности, трехфазным), при этом возникает бегущее магнитное поле. Магнитные поля обмотки 2 и ферровставок взаимодействуют друг с другом, в результате чего возникает сила тяги, увлекающая вторичную часть двигателя, а также полезный груз, связанный с подвижной частью двигателя.

В случае, когда вторичная часть выполнена в виде замкнутой гусеницы, являюшейся одновременно движителем объекта, объект, к которому неподвижно прикреплена пеовичная часть двигателя с П-образным магнитопроводом и обмоткой возбуждения, начинает ускоряться. Если на объекте установлено два линейных синхронных двигателя с разных сторон относительно центра тяжести объекта, то,управляя тягой двигателя, производится управление направлением движения объекта на плоскости.

Управление скорое; ью и тяговым усилием двигателя производится регулировкой частоты и силой тока в víoãoôàçíoé обмотке 2 двигателя, а также регулировкой силы тока в обмотке 5 возбуждения двигателя. Управление направлением движения подвижной часть;о двигателя производится переключением двух фаз из трех, например, в трехфазной обмотке 2 двигателя.

Уменьшение материалоемкости двигателя достигается тем, что первичная часть и

П-образный магнитопровод с обмоткой возбуждения выполнены неподвижными, а беэобмоточная вторичная часть — подвижной, отсутствием технологических зазоров, уменьшающим количество меди в обмотках возбуждения, и снижением количества ста5 ли в магнитопроводе.

Увеличение удельного тягового усилия достигается тем, что мнагофазная обмотка выпол:-;:ена в виде катушек, охватывающих отдельные части магнитопровода, что по10 зволяет увеличить градиент поперечной по отношению к направлению движения компоненты магнитного поля, приводящий к указанному положительному эффекту.

©ормула изобретения

15 1, Линейный синхронный двигатель, содержащий первичную часть, состоящую из ряда расположенных вдоль движения и соединенных друг с другом шихтованными элементами П-образных магнитопроводов с

20 безобмото ными продольными частями и поперечными частями, на которых расположены катушки обмотки возбуждения, и размещенных внутри П-образных магнитопроводов нескольких параллельных продольно распо25 ложенных шихтованных стержней с многофаз ной обмоткой, и безобмоточную вторичную часть, расположенную внутри перричной и состоя,ую из немагнитной плас-;ины, на которо:: установлены полюсо30 обрэзуюц1 е ферраегнитные вставки, расположенные межеу < тержH:.:ìè, о т л и ч а ющ и и сятем,,что, с целью снижения материалоемкости и увеличения удельного тяговога, силия путем более полного

35 использования "Kò÷вных материалов, вторичный элемент сна".мен,цополнительно двумя рядами фср,;ов. тавок, размещенных между продольны" частями П-образных магнитопроводов 5 егер.княми и сдвинутых

40 относительно основных на полюсное деление, поперечные части П-обоазного магнитопровода выполнен.-., ;хтованными, а м.;огофазная обмо-кэ .".onь.,е -oA.

2. Двигатель по и, 1, о тл ич а ю щий с я тем, что немагнит..зя пластина выполчена из отдельнь,х шарнирно соединенных друг с другом элементов.

")697209

1697209

@mr. 2

8U2, 3 il697209 х

@ы: Х! 697233 фА>,/, Г

mud. 7 ,3

Щ г. 4

1697209

1697209