Линейный синхронный электродвигатель

 

Использование: в качестве силового элемента тягового привода, транспортного средства на магнитном подвесе. Сущность изобретения: электродвигатель содержит индуктор, состоящий из нескольких модулей , включающих в себя ярмо 3 и два стержня 2, охваченных обмоткой управления 11, выполненных каждый с поперечными пазами 8, в которых уложена трехфазная обмотка якоря 9, и с продольными пазами, в которых уложена обмотка поперечной стабилизации 10, и вторичный элемент, состоящий из отдельных ферромагнитных пакетов 1. Стержни и ярмо индуктора укорочены с каждого торца на величину, равную толщине катушки обмотки возбуждения, на торцах стержней между зубцами установлены Г-образные ферромагнитные вставки 13, охваченные вместе со стержнями катушкой возбуждения. При этом катушка возбуждения уложена по торцу стержня заподлицо с внешними поверхностями крайних катушек трехфазной обмотки. Это обеспечивает уменьшение расстояния между соседними модулями индуктора и позволяет повысить тяговое, подъемное и поперечное усилие и повысить КПД. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/Г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1169099 (21) 4779256/07 (22) 08.01.90 (46) 07.08.92.Бюл.М 29 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения (72) В.M.ÏàâëþêîB, Л.Ф.Коломейцев и Ф.А.Реднов (56) Авторское с видетел ь ство CC С Р

М 1169099, кл. H 02 К 41/03, 1983. (54) ЛИНЕЙНЫЙ СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Использование: в качестве силового элемента тягового привода, транспортного средства на магнитном подвесе. Сущность изобретения; электродвигатель содержит индуктор, состоящий из нескольких модулей, включающих в себя ярмо 3 и два стержня 2, охваченных обмоткой управления 11,,, ЙЛ, 1753552 А2 (sl)s Н 02 К 41/03, В 60 1 13/00 выполненных каждый с поперечными пазами 8, в которых уложена трехфазная обмотка якоря 9, и с продольными пазами, в которых уложена обмотка поперечной стабилизации 10, и вторичный элемент, состоящий из отдельных ферромагнитных пакетов 1. Стержни и ярмо индуктора укорочены с каждого торца на величину, равную толщине катушки обмотки возбуждения, на торцах стержней между зубцами установлены Г-образные ферромагнитные вставки 13, охваченные вместе со стержнями катушкой возбуждения. При этом катушка возбуждения уложена по торцу стержня заподлицо с внешними поверхностями крайних катушек трехфазной обмотки. Это обеспечивает уменьшение расстояния между соседними модулями индуктора и позволяет повысить тяговое, подьемное и поперечное усилие и повысить КПД. 3 ил.

1753552

40

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкции линейных синхронных электродвигателей индукторного типа, может быть использовано в качестве силового элемента тягового привода, магнитного подвеса и поперечной стабилизации транспортного средства на магнитном подвесе и является усовершенствованием изобретения по авт.св. СССР

N 1169099, Известный линеййый синхронный электродвигатель содержит индуктор, включающий в себя U-образный магнитопровод, обмотку возбуждения, охватывающую оба стержня магнитопровода, обмотку якоря, уложенную в поперечные пазы стержней, и обмотку поперечной стабилизации, размещенную в продольных пазах тех же стержней, и вторичный элемент, выполненный из отдельных ферромагнитных пакетов U-образной формы, причем каждый стержень мэгнитопровода индуктора и ферромагнитных пакетов вторичного элемента разделен в поперечном направлении на два имеющих равную ширину зубца, расстояние между которыми равно их ширине, при этом продольные пазы выполнены на торцах каждого из зубцов магнитопровода ичдуктора, а активные стороны обмотки стабилизации уложены на разных его стержнях.

Недостатком электродвигателя является наличие больших (более 100 мм) промежутков между стержнями магнитопроводов соседних индукторов, образующихся при установке их друг за другом вдоль транспортного средства и обусловленных выступающих на торцах индукторов катушками возбуждения, Зти промежутки приводят к периодическому намагничиванию и размагничиванию ферромагнитных пакетов вторичного элемента с частотой, кратной скорости движения индукторов, что вызывает появление вихревых токов, препятствующих прохождению рабочего магнитного потока, и, как следствие, вызывает сниже-. ние тяговых, подьемных и поперечных усилий двигателя и снижение коэффициента полезного действия за счет увеличения магнитных потерь в стали. Наибольшее снижен ие усилия (до 20%) будет происходить у двигателей с MGccMBHblMM (не шихтованными} ферромагнитными пакетами вторичного элемента, Цель изобретения — сокращение промежутков между магнитопроводами соседних индукторов и повышение тягового, подьемного и поперечного усилий и коэффициента полезного действия двигателя, Указанная цель достигается тем, что в линейном синхронном электродвигателе, состоящем из индуктора, включающего в себя U-образный магнитопровод с ярмом и двумя стержнями, катушки обмотки возбуждения, охватывающие стержни мэгнитопровода, каждый из которых в поперечном направлении разделен на два зубца, обмотку якоря, уложенную в поперечные пазы стержней, и обмотку поперечной стабилизиции, размещенную в продольных пазах зубцов, и вторичного элемента, выполненного из отдельных ферромагнитных пакетов Uобразной формы, стержни которых также разделены на два зубца, стержни и ярмо индуктора со стороны каждого торца укорочены на величину, равную толщине катушки возбуждения, поверхности катушек возбуждения, охватывающие торцы стержня, уложены заподлицо с внешними поверхностями крайних катушек трехфазной обмотки, а на торцах стержней между зубцами установлены Г-образные ферромагнитные вставки, охватывающие внутренние поверхности катушек возбуждения.

На фиг.1 изображен линейный синхронный электродвигатель, вид сбоку; на фиг.2— двигатель, вид спереди; на фиг.3 — ферромагнитная вставка.

Злектродвигатель содержит U-образные ферромагнитные пакеты 1 вторичного элемента длиной, примерно равной полюсному делению г, закрепленные вдоль путевой структуры с шагом 2t, и индукторы, расположенные на подвижном транспортном средстве с промежутками между ними (при рессорном подвешивании каждого индуктора к транспортному средству проме. >куток S необходим для обеспечения перемещения индукторов относительно друг друга), Каждый индуктор состоит из

U-образного магнитопровода в виде двух стержней 2, соединенных ярмом 3. Стержни

2 индуктора разделены в продольном направлении на два зубца 4 и 5. Каждый стержень пакетов 1 также разделен на два зубца

6 и 7. Магнитопровод индуктора содержит поперечные пазы 8, в которые уложены трехфазная обмотка якоря 9. В продольных пазах зубцов 4 и 5 уложена обмотка 10 поперечной стабилизации, На стержнях 2 индуктора установлены катушки 11 обмотки возбуждения, поверхности 12 которых лежат заподлицо с торцами 13 стержня индуктора, Благодаря этому промежуток S между индукторами составляет минимальное значение 15-20 мм по условиям относительного перемещения, Между зубцами 4 и 5 на торцах стержней 2 индуктора установлены Гобразные ферромагнитные вставки 14, 1753552 которые охватывают внутренние поверхности 15 и 16 катушек 11 возбуждения. При работе двигателя обмотка возбуждения включается на регулируемый постоянный ток. Магнитный поток Ф проходит по 5 ярму 3, зубцами 4 и 5 и через воздушные зазоры замыкается на ферромагнитные пакеты 1 вторичной части. Часть магнитного потока проходит через Г-образные вставки

14 в крайние части магнитопровода индук- 10 тора, разгружая таким образом укороченные стержни 2. На обмотку якоря 9 подается трехфазный переменный ток, создающий бегущее магнитное поле. Ферромагнитные пакеты 1, возбужденные потоком Ф, взаи- 15 модействуют с бегущим полем якоря, в результате чего создается тяговое усилие flo оси Х. Магнитное притяжение пакетов 1 к индуктору создает подъемное усилие транспортного средства по оси Z. 20

При поперечном (боковом) отклонении индуктора от оси 2 под действием магнитного потока Ф возникает реактивное поперечное усилие, направленное по оси У.

Включение в обмотку 10 поперечной стаби- 25 лизации регулируемого постоянного тока создает дополнительное увеличение усилия поперечной стабилизации в экстремальных режимах работы транспортного средства.

Технико-экономическая эффективность 30 предлагаемого двигателя в сравнении с прототипом заключается в том, что установка катушек обмоток возбуждения на укороченные стержни магнитопровода индуктора заподлицо с его торцами и установка дополнительного магнитопровода в виде Г-образных вставок позволили значительно уменьшить промежутки между магнитопроводами соседних индукторов и за счет выравнивания магнитного потока во вторичной части получить увеличение тягового, подъемного и поперечного усилий. Так как магнитный поток вс вторичной части в области небольших промежутков между индукторами практически не изменяется, то вихревые токи во вторичной части не возникают и не создают дополнительных потерь, что повышает коэффициент полезного действия предлагаемого двигателя в сравнении с прототипом.

Формула изобретения

Линейный синхронный электродвигатель по авт.св. М 1169099, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения тягового подъемного и поперечного усилия и КПД, стержни и ярмо индуктора со стороны каждого торца укорочены на величину, равную толщине катушки возбуждения, на торцах стержней между зубцами установлены Г-образные ферромагнитные вставки, охватывающие внутренние поверхности катушек возбуждения, а катушки возбуждения, охватывающие торцы стержня, уложены со стороны торцов заподлицо с внешними поверхностями крайних катушек трехфазной обмотки, уложенной в поперечные пазы стержней.

1753552

Фиг. 3

Составитель В, Павлюков

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А. Долинич

Редактор M. Янкович

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2773 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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