Линейный электропривод

 

Использование: в линейных электроприводах. Сущность изобретения: электропривод содержит индуктор 1 с моногофазной обмоткой 2. вторичный элемент 3, корпус 4 и устройство 5 управления объемной концентрацией магнитной жидкости в пределах зубцового деления, включающее обмотку 6 управления с магнитопроводом 7 и зубчатыми полюсными наконечниками 8. Корпус выполнен либо полностью из диэлектрика, либо дно и части стенок ниже плоскости зубцов индуктора выполнены из немагнитопроводящего металла, а остальные части корпуса выполнены из диэлектрика. При подключении обмотки 2 индуктора 1 к питающей сети магнитная жидкость 9 максимально втягивается в области по оси зубчатых полюсных наконечников 8. Размещение индуктора с рабочей обмоткой в корпусе с магнитной жидкостью позволяет улучшить охлаждение лобовых частей обмоток, повысить надежность и расширить диапазон регулирования тягового усилия привода. 1 з. п. ф-лы. 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике.

Известен линейный электропривод, содержащий зубчатый индуктор с рабочей обмоткой, вторичный элемент, разделенные зазором, в котором для регулировки скорости размещен силовой полупроводниковый преобразователь [1] Известен также линейный электропривод, принятый в качестве прототипа, в котором имеются зубчатый индуктор с рабочей обмоткой, вторичный элемент, ферромагнитный слой управления в рабочем зазоре и обмотка управления им, размещенная в пазах индуктора [2] Недостатком прототипа является ограниченный диапазон регулирования тягового усилия, обусловленный принципиальными физическими ограничениями изменения магнитной проницаемости слоя управления. Пониженную надежность электропривод имеет из-за наличия только естественного охлаждения путем теплоотдачи в воздушную среду.

Задачей изобретения является создание линейного привода, который обладает более высокой надежностью и имеет более широкий диапазон регулирования тягового усилия.

Сущность изобретения заключается в том, что в линейном электроприводе, содержащем зубчатый индуктор с рабочей обмоткой, вторичный элемент и ферромагнитный слой управления в рабочем зазоре со средством управления им, индуктор с рабочей обмоткой размещен в корпусе с магнитной жидкостью, использованной в качестве ферромагнитного слоя управления в рабочем зазоре, а средство управления выполнено с возможностью изменения объемной концентрации магнитной жидкости в пределах зубцового деления в зазоре между вторичным элементом и индуктором, причем, по меньшей мере, часть корпуса, лежащая выше верхней плоскости зубцов индуктора, выполнена из диэлектрика, а недиэлектрическая часть корпуса выполнена из немагнитопроводящего металла.

Отличие электропривода заключается в том, что он снабжен корпусом, в котором размещен индуктор с рабочей обмоткой, корпус заполнен магнитной жидкостью, использованной в качестве ферромагнитного слоя управления в рабочем зазоре, и средство управления им выполнено с возможностью изменения объемной концентрации магнитной жидкости в пределах зубцового деления в зазоре между вторичным элементом и индуктором, по меньшей мере, часть корпуса, лежащая выше верхней плоскости зубцов индуктора выполнена диэлектрической, а недиэлектрическая часть корпуса выполнена из немагнитопроводящего металла.

Техническим результатом от использования заявляемого устройства является расширение диапазона регулирования тягового усилия при повышении максимального тягового усилия электропривода за счет повышенной плотности токов в обмотках индуктора и уменьшении немагнитного зазора между индуктором и вторичным элементом. Кроме того, повышается надежность электропривода путем защиты лобовых частей обмоток индуктора от механических воздействий.

На фиг.1-3 изображена принципиальная схема электропривода с магнитожидкостным управлением и охлаждением в статике; на фиг.4 показано распределение магнитного потока при максимальной концентрации магнитной жидкости над зубцами индуктора, т.е. при максимальном тяговом усилии электропривода.

Линейный электропривод содержит индуктор 1 с многофазной обмоткой 2, вторичный элемент 3, корпус 4 и устройство 5 управления объемной концентрацией магнитной жидкости в пределах зубцового деления, включающее обмотку 6 управления с магнитопроводом 7 и зубчатыми полюсными наконечниками 8. Корпус 4 выполнен либо полностью из диэлектрика, либо дно и части стенок ниже плоскости зубцов индуктора выполнены из немагнитопроводящего металла, а остальные части корпуса выполнены из диэлектрика. Причем устройство управления объемной концентрацией магнитной жидкости в пределах зубцового деления может быть другим.

Линейный электропривод работает следующим образом. При подключении обмотки 2 индуктора 1 к силовой питающей сети (не показана) и наибольшем токе в обмотке 6 управления магнитная жидкость 9 максимально втягивается в области с наибольшим значением напряженности магнитного поля, содаваемого этой обмоткой, т.е. в области, расположенные по оси зубчатых полюсных наконечников 8. Эти области совпадают с осями зубцов индуктора 1. Причем рабочий поток взаимоиндукции Ф при этом проходит через ярмо и зубец индуктора 1, слой магнитной жидкости 9, стенку корпуса 4, воздушный зазор 10 и замыкается во вторичном элементе 3 (фиг.4).

Магнитная проводимость магнитной цепи для рабочего магнитного потока взаимоиндукции Ф между индуктором 1 и вторичным элементом 3 и соответственно поток Ф будут большими, чем у прототипа при прочих равных условиях, так как из магнитной цепи исключаются магнитные сопротивления воздушного зазора между слоем управления и зубцами индуктора и самого слоя управления, подмагниченного до насыщения, имеющиеся у прототипа. Кроме того, при подключении обмотки 2 к питающей сети в области лобовых частей обмотки 2 возникает сложное неоднородное электромагнитное поле. При этом в магнитной жидкости возникает термомагнитная и смешанная конвекция: упорядоченное внутреннее перемещение твердых частиц относительно жидкой фазы, образующее совокупность микроскопических "мешалок" и усиливающее диффузионные процессы в магнитной жидкости, находящейся в переменном магнитном поле лобовых частей обмотки 2. Все эти процессы обеспечивают интенсивный отвод тепла от нагретых частей индуктора и лобовых частей обмотки 2.

Таким образом, предложенный электропривод в отличие от прототипа обладает более высокой надежностью и более широким диапазоном регулирования.

Формула изобретения

1. ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий зубчатый индуктор с рабочей обмоткой, вторичный элемент и ферромагнитный слой управления им, отличающийся тем, что он снабжен корпусом, в котором размещен индуктор с рабочей обмоткой, корпус заполнен магнитной жидкостью, использованной в качестве ферромагнитного слоя управления в рабочем зазоре, и средство управления им выполнено с возможностью изменения объемной концентрации магнитной жидкости в пределах зубцового давления в зазоре между вторичным элементом и индуктором, по меньшей мере часть корпуса, лежащая выше верхней плоскости зубцов индуктора, выполнена диэлектрической.

2. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что недиэлектрическая часть корпуса выполнена из немагнитопроводящего металла.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4