Линейный асинхронный двигатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для преобразования электрической энергии в поступательное перемещение. Устройство содержит индуктор, образованный сочетанием шихтованных в поперечном направлении сердечников, соединенных между собой шихтованными в продольном направлении сердечниками. Сердечники имеют форму гребенки. Катушки трехфазной обмотки охватывают зубцы как поперечных, так и продольных магнитопроводов. Катушки обмотки каждого ряда в продольном направлении имеют одинаковое чередование фаз, а в поперечном направлении до середины ряда одно, а после середины - противоположное чередование фаз. Якорь состоит из магнитопроводящей и опирающейся на нее электропроводной частей. Электропроводная часть имеет в поперечном сечении форму равнобедренной трапеции, большее основание которой обращено к индуктору. Технический результат заключается в плавном саморегулировании усилий поперечной стабилизации. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а более точно к линейным двигателям, преобразующим электрическую энергию непосредственно в поступательное перемещение.

Известны линейные асинхронные двигатели (ЛАД), содержащие индукторы с магнитопроводами, выполненными из ряда отдельных шихтованных в поперечном направлении сердечников, соединенных между собой сердечниками, шихтованными в продольном направлении, и многофазными сосредоточенными обмотками, каждая катушка которых охватывает поперечно и продольно шихтованные сердечники, и якори, состоящие из электропроводных и магнитопроводящих частей (см. а.с. СССР МПК Н 02 К 41/04, 743135, 1980 г.; 801197, 1981 г.; 868942, 1981 г.).

Не плавная стабилизация, приводящая к боковым колебаниям индуктора на магнитном подвесе, - недостаток данных ЛАД.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному является ЛАД, содержащий индуктор с магнитопроводом, выполненным из ряда отдельных шихтованных в поперечном направлении сердечников, соединенных между собой сердечниками, шихтованными в продольном направлении, имеющими форму гребенки, и многофазной сосредоточенной обмоткой, выполненной в виде катушек, охватывающих поперечные и продольные магнитопроводы, и якорь, состоящий из электропроводной и магнитопроводящей частей (см. а.с. СССР МПК Н 02 К 41/04, 696579, 1979 г.). Данный ЛАД выбран нами в качестве прототипа.

Недостаток прототипа - не плавная стабилизация, приводящая к боковым колебаниям индуктора на магнитном подвесе.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка линейного асинхронного двигателя с плавным саморегулированием усилий поперечной стабилизации.

Решение технической задачи достигается тем, что в линейном асинхронном двигателе, содержащем индуктор с магнитопроводом, выполненным из ряда отдельных шихтованных в поперечном направлении сердечников, имеющих форму гребенки, соединенных между собой сердечниками, шихтованными в продольном направлении, и многофазную обмотку, выполненную в виде катушек, охватывающих зубцы поперечных и продольных сердечников и образующих продольные и поперечные ряды, причем в продольном направлении катушки каждого ряда образуют одинаковый порядок следования фаз, а в поперечном направлении катушки обмотки имеют до середины ряда один, а после середины - противоположный порядок следования фаз, и якорь, состоящий из электропроводной и магнитопроводящей частей, согласно изобретению электропроводная часть имеет в поперечном сечении форму равнобедренной трапеции, большее основание которой обращено к индуктору двигателя.

В дальнейшем изобретение поясняется примером его конкретного выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: фиг.1 изображает предлагаемый двигатель, общий вид; фиг. 2 показывает один из вариантов подключения катушек трехфазной обмотки.

Линейный асинхронный двигатель (фиг.1) содержит индуктор, образованный сочетанием шихтованных в поперечном направлении сердечников 1, соединенных между собой шихтованными в продольной направлении сердечниками 2, имеющими форму гребенки.

Катушки 3 многофазной обмотки охватывают зубцы как поперечных, так и продольных магнитопроводов.

У якоря электропроводная часть 4 имеет в поперечном сечении форму равнобедренной трапеции, большее основание которой обращено к индуктору, а меньшее опирается на магнитопроводящую часть 5. Катушки обмотки каждого ряда в продольном направлении имеют одинаковое чередование фаз, а в поперечном направлении до середины ряда одно, а после середины другое (противоположное) чередование фаз.

На фиг.2 прописными буквами обозначена принадлежность катушек обмотки к фазам А, В и С.

Рассмотрим принцип действия предложенного линейного асинхронного двигателя.

При подключении обмотки индуктора к источнику трехфазного тока по ней протекает ток, создающий магнитные потоки индуктора. Магнитный поток индуктора, бегущий в направлении движения, при взаимодействии с токами якоря создает тяговое и подъемное усилия двигателя. Магнитные потоки, бегущие поперек направления движения, при своем взаимодействии с токами вторичного элемента создают одинаковые по величине, но противоположные по направлению усилия F_δ1 и F_δ2, которые при отсутствии боковых возмущений уравновешивают друг друга и не оказывают влияния на работу линейной машины (фиг.1 и фиг.2).

При смещении индуктора в поперечном направлении под действием каких-либо возмущений (например, сильный боковой ветер, действующий на транспортный экипаж с ЛАД, или вписывание в кривой участок пути) равновесие боковых сил F_δ1 и F_δ2 нарушается, т.к. часть индуктора располагается над участком якоря, сопротивление которого будет больше (сечение электропроводной части якоря при поперечном смещении индуктора от центра к краю уменьшается). При этом боковое усилие, возникающее в результате взаимодействия бегущего в поперечном направлении магнитного поля с токами электропроводной части якоря, имеющей большее сопротивление, увеличится. В то же время боковое усилие, создающееся при взаимодействии магнитного поля, бегущего в поперечном направлении, с точками центральной части якоря и имеющее меньшее сопротивление, будет оставаться на прежнем уровне (как и до бокового смещения).

Под действием возникшей разности боковых сил индуктор плавно возвратится в исходное положение (по центру якоря). Трапецеидальная форма поперечного сечения электропроводной части обеспечивает плавное увеличение его сопротивления при смещении индуктора от центра к любому из краев. Тем самым достигается плавность усилий поперечной стабилизации, которая исключает поперечные колебания движущегося индуктора ЛАД.

По сравнению с прототипом обеспечена плавность при поперечной стабилизации индуктора ЛАД относительно якоря.

Формула изобретения

Линейный асинхронный двигатель, содержащий индуктор с магнитопроводом, выполненным из ряда отдельных, шихтованных в поперечном направлении сердечников, имеющих форму гребенки, соединенных между собой сердечниками, шихтованными в продольном направлении, и многофазную обмотку, при этом многофазная обмотка выполнена в виде катушек, охватывающих зубцы поперечных и продольных сердечников и образующих продольные и поперечные ряды, причем в продольном направлении катушки каждого ряда образуют одинаковый порядок следования фаз, а в поперечном направлении катушки обмотки имеют до середины ряда один, а после середины - противоположный порядок следования фаз, и якорь, состоящий из электропроводной и магнитопроводящей частей, отличающийся тем, что электропроводная часть имеет в поперечном сечении форму равнобедренной трапеции, большее основание которой обращено к индуктору двигателя, а меньшее опирается на магнитопроводящую часть.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2