Линейный двигатель

Авторы патента:

Никитенко Геннадий Владимирович (RU)

H02K33/12 - с якорем, перемещающимся во встречных направлениях под действием поочередно включаемых двух систем катушек

Владельцы патента RU 2370874:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к линейным электродвигателям и может быть использовано для привода дозаторов, насосов, клапанов и других механизмов. Линейный двигатель состоит из цилиндрического корпуса (1), в котором болтами (2) закреплены два цельных цилиндрических магнитопровода (3) П-образной формы с намагничивающими катушками (4), (5). В отверстия магнитопроводов (3) через подшипники скольжения (6) вставлен вал (7) с двумя пружинами (8), между которыми посередине под прямым углом закреплен якорь (9). Якорь (9) состоит из двух дисковых магнитных вставок (10), между которыми находится немагнитная прослойка (11). В немагнитной прослойке (11) якоря выполнены четыре выреза под фиксирующие шарики (12) с пружинами (13), которые закрыты ограничивающими крышками (l4) с отверстиями для шарика (12). Шарик (12) выглядывает из отверстия таким образом, чтобы попасть в бороздку на внутренней поверхности корпуса (1) при отключении намагничивающих катушек (4, 5). Это необходимо для того, чтобы якорь (9) под действием пружин (8) занял среднее положение и зафиксировался в нем. Корпус (1), магнитопроводы (3) и магнитные вставки (10) якоря выполнены из магнитомягкого материала, а вал (7) и немагнитная прослойка (11) якоря - из немагнитных материалов. Технический результат состоит в создании регулировании амплитуды, а также возможности фиксирования якоря в любом положении в пределах рабочего хода. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к линейным электродвигателям, и может быть использовано для привода дозаторов, насосов, клапанов и других механизмов.

Уровень техники

Известен линейный двигатель, состоящий из статора и якоря, статор содержит шпильки, на которые надеты магнитные основания, полюсы, немагнитные втулки, а также магнитные обручи, немагнитные шайбы, намагничивающиеся катушки. Якорь содержит стержень, на котором крепятся магнитные и немагнитные гайки. Осевые длины магнитных и немагнитных элементов статора и якоря определяются чередованием относительных чисел 1 и 3 (см. а.с. RU №2108651, кл. Н02К 33/02, Н02К 41/03).

Недостатком аналога является сложность изготовления.

Известен электромагнитный двигатель, содержащий цилиндрический магнитопровод, состоящий из корпуса, сердечника, соединяющего их фланца, обмотку, расположенную вокруг сердечника, и плоский внешний прямоходовой якорь с ферромагнитным шунтом, выполненным в виде кольца, плоский внешний прямоходовой якорь выполнен немагнитным (см. а.с. RU №2159984, кл. Н02К 33/02, H01F 7/18).

Данный аналог имеют следующие недостатки: нет возможности фиксировать якорь в промежуточном положении и изменять амплитуду перемещений якоря.

Наиболее близким по технической сущности, достигаемому эффекту и принимаемый авторами за прототип является электромагнитный двигатель, содержащий цилиндрический магнитопровод, состоящий из корпуса, сердечника и соединяющего их фланца, а также обмотку, расположенную вокруг сердечника, и закрепленный на валу плоский внешний прямоходный ферромагнитный якорь с шунтом, выполненным в виде кольца, на якоре выполнено дополнительное кольцо, расположенное с внешней стороны относительно шунта, при этом в корпусе со стороны якоря выполнена проточка, соответствующая форме дополнительного кольца (см. а.с. RU №2236744, кл. Н02К 33/02, H01F 7/18).

Недостатками прототипа является то, что в нем нет защиты внутренних деталей от воздействий окружающей среды, на валу не установлены подшипники скольжения, якорь перемещается только из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее и нет возможности создавать промежуточные положения якоря, высокая сложность изготовления.

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть достигнут с помощью изобретения, сводится к созданию возвратно-поступательных движений якоря регулируемой амплитуды, а также возможности фиксирования якоря в любом положении в пределах рабочего хода.

Технический результат достигается с помощью линейного двигателя, содержащего цилиндрический корпус, в котором болтами закреплены два цельных цилиндрических магнитопровода П-образной формы с намагничивающими катушками. В отверстия магнитопроводов через подшипники скольжения вставлен вал с двумя пружинами, между которыми посередине под прямым углом закреплен якорь. Якорь состоит из двух дисковых магнитных вставок, между которыми находится немагнитная прослойка. В немагнитной прослойке якоря выполнены четыре выреза под фиксирующие шарики с пружинами, которые закрыты ограничивающими крышками с отверстиями для шарика. Шарик выглядывает из отверстия таким образом, чтобы попасть в бороздку на внутренней поверхности корпуса при отключении намагничивающих катушек.

Применение заявляемого линейного двигателя позволит упростить конструкцию и расширить ее функциональность.

Краткое описание чертежей

На чертеже представлен общий вид и разрез линейного двигателя.

Осуществление изобретения

Линейный двигатель состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором болтами 2 закреплены два цельных цилиндрических магнитопровода 3 П-образной формы с намагничивающими катушками 4, 5. В отверстия магнитопроводов 3 через подшипники скольжения 6 вставлен вал 7 с двумя пружинами 8, между которыми посередине под прямым углом закреплен якорь 9. Якорь 9 состоит из двух дисковых магнитных вставок 10, между которыми находится немагнитная прослойка 11. В немагнитной прослойке 11 якоря выполнены четыре выреза под фиксирующие шарики 12 с пружинами 13, которые закрыты ограничивающими крышками 14 с отверстиями для шарика 12. Шарик 12 выглядывает из отверстия таким образом, чтобы попасть в бороздку на внутренней поверхности корпуса 1 при отключении намагничивающих катушек 4, 5. Это необходимо для того, чтобы якорь 9 под действием пружин 8 занял среднее положение и зафиксировался в нем. Корпус 1, магнитопроводы 3 и магнитные вставки 10 якоря выполнены из магнитомягкого материала, а вал 7 и немагнитная прослойка 11 якоря - из немагнитных материалов.

Линейный двигатель работает следующим образом.

При подаче напряжения на намагничивающую катушку 4, протекающий в ней ток индуцирует магнитное поле, силовые линии которого замыкаются через магнитопровод 3, корпус 1 и магнитную вставку 10 якоря. При этом возникает магнитодвижущая сила, которая стремится соединить якорь 9 с магнитопроводом 3 и поднять его вверх. Плотность силовых линий в зазоре между магнитопроводом 3 и якорем 9 снижается за счет того, что их часть проходит через корпус 1. Это позволяет сделать магнитные потоки более равномерными и избежать магнитного насыщения магнитопровода 3, что в итоге дает увеличение тягового усилия линейного двигателя. Возникающее на якоре 9 линейного двигателя усилие передается через вал 7 в нагрузку.

Увеличение напряжения, подаваемого на намагничивающую катушку 4, приводит к увеличению скорости перемещения якоря 9. При необходимости зафиксировать якорь 9 в промежуточном положении увеличение напряжения, подаваемого на намагничивающую катушку 4, прекращается и одновременно с этим подается напряжение на намагничивающую катушку 5. При этом возникает магнитодвижущая сила, которая стремится опустить якорь 9 вниз. Если продолжить дальнейшее увеличение напряжения, подаваемого на намагничивающую катушку 5, то якорь 9 выйдет из равновесия и опустится вниз. Таким образом, подавая на намагничивающие катушки 4 и 5 напряжение определенной величины, можно менять положение якоря 9 из среднего в крайнее верхнее или нижние, а также меньшей амплитуды или фиксировать якорь в определенном положении.

В отличие от прототипа, в заявленном линейном двигателе намагничивающие катушки могут работать одновременно, а не поочередно. Это возможно благодаря наличию в якоре немагнитной прослойки, которая разделяет магнитные системы верхней и нижней катушек. Такое разделение позволяет магнитодвижущим силам катушек одновременно воздействовать на якорь и изменять амплитуду рабочего хода или фиксировать его в любом положении в пределах рабочего хода. Также заявленный линейный двигатель отличается наличием герметичного корпуса, который является частью магнитной системы и расширяет область применения изобретения. У заявленного линейного двигателя вал закреплен на подшипниках для уменьшения трения; пружины на валу и шарики в якоре позволяют переводить и фиксировать якорь в среднем положении, что упрощает систему управления, так как начало работы всегда связано с одним и тем же положением якоря; формирование тяговой характеристики не требует изменения конструкции, а достаточно только изменять управляющий сигнал.

Применение заявляемого линейного двигателя позволит упростить конструкцию и расширить ее функциональность, а также снизить затраты на производство.

Линейный двигатель, содержащий два цилиндрических магнитопровода с двумя намагничивающими катушками и закрепленный на валу якорь, отличающийся тем, что в отверстия в магнитопроводах через подшипники скольжения вставлен вал с двумя пружинами, между которыми закреплен якорь, состоящий из двух дисковых магнитных вставок с немагнитной прослойкой, имеющей четыре выреза под фиксирующие шарики с пружинами, закрытыми крышками с отверстием для шарика.

Изобретение относится к электротехнике, к линейным приводам. .

Линейный электродвигатель возвратно-поступательного движения // 2309518

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к линейным электродвигателям возвратно-поступательного движения. .

Электрический двигатель возвратно-поступательного движения // 2260893

Изобретение относится к области электромеханики, в частности к электрическим двигателям возвратно-поступательного движения (в.п.д.) с обмоткой возбуждения на индукторе и короткозамкнутой обмоткой на якоре.

Линейный двигатель // 2172053

Линейный электродвигатель возвратно-поступательного движения // 2115992

Вибратор // 2095925

Многофункциональный электромагнитный двигатель // 2083050

Поляризованный моментный электродвигатель // 2074486

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к моментным электродвигателям с ограниченным угловым перемещением ротора. .

Вибратор // 2069442

Электродвигатель-компрессор // 2051461

Линейный электродвигатель // 2394342

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения электрических машин, в частности линейных шаговых электродвигателей, которые находят широкое применение в дискретном электроприводе

Способ управления двухкатушечным электромагнитным двигателем ударного действия // 2472243

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах ударного действия с линейным электромагнитным двигателем, например в приводах электромагнитных прессов и в других импульсных устройствах с поступательным движением рабочего органа

Способ управления двухкатушечным электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения // 2486656

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах ударного действия с линейным электромагнитным двигателем, в котором возвратно-поступательное движение бойка осуществляется за счет катушек рабочего и холостого хода, питающихся от однофазного источника

Синхронный электромагнитный ударный механизм // 2491701

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным ударным машинам для импульсных устройств с поступательным движением рабочих органов, применяемых в электроинструменте ударного действия, и направлено на повышение энергии единичного удара

Синхронный электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения // 2496214

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным машинам возвратно-поступательного или ударного действия для различных технологических операций, например ударное вибропрессование, клеймение, разрушение строительных материалов при выполнении строительных и монтажных работ. Технический результат состоит в повышении надежности за счет предохранения узлов электромагнитного двигателя от динамических нагрузок вследствие отклонений от рабочих режимов, нарушающих цикличность его работы. Двигатель возвратно-поступательного движения содержит корпус, магнитопровод с катушками прямого и обратного хода, направляющую трубу с размещенным в ней бойком для передачи ударного воздействия на рабочий инструмент. Упругий элемент механически связан с промежуточным телом, массой больше массы бойка. Промежуточное тело выполнено с упорной поверхностью, обращенной в сторону бойка. Между промежуточным телом и бойком установлен дополнительный упругий элемент, взаимодействующий через упорную поверхность с промежуточным телом. Дополнительный упругий элемент установлен с возможностью взаимодействия через образованную упорную поверхность с промежуточным телом с упругим элементом и обеспечивает режим свободных колебаний механической системы. 1 ил.

Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения // 2496215

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным ударным машинам с возвратно-поступательным движением рабочих органов для выполнения различных технологических операций при импульсной обработке материалов. Технический результат состоит в повышении производительности при одновременном увеличении надежности при обработке материала с различной степенью твердости или при потере контакта рабочего инструмента с обрабатываемой средой. Двигатель содержит немагнитный корпус, выполненный заодно с устройством крепления хвостовика рабочего инструмента, расположенные внутри немагнитного корпуса магнитопровод с катушками прямого и обратного хода, внутри направляющей втулки размещен боек с возможностью взаимодействия с хвостовиком рабочего инструмента и подпружиненным буфером. С противоположной буферу стороны к магнитопроводу примыкает жестко связанное с ним устройство крепления хвостовика, выполненное в виде полого цилиндра, внутри которого с возможностью осевого перемещения установлен демпфирующий сердечник, подпружиненный в сторону бойка упругим элементом. В центре демпфирующего сердечника выполнено сквозное отверстие, диаметр которого обеспечивает свободное вхождение хвостовика, выступающего относительно сердечника в сторону бойка на расстоянии x. В начальном положении расстояние x между обращенными в сторону бойка торцевыми поверхностями демпфирующего сердечника и хвостовика равно амплитуде колебаний последнего. 1 ил.

Линейный шаговый двигатель с продольным магнитным полем // 2526053

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для точного перемещения рабочих органов на ограниченное расстояние в управлении транспортными установками, химическими процессами, ядерными реакторами. Линейный шаговый двигатель содержит продольно перемещающийся внутри цилиндрического статора цилиндрический якорь, который включает в себя магнитомягкие кольца, чередующиеся с немагнитными кольцами меньшего наружного диаметра, стянутые центральной трубой с концевыми упорами. Наружная поверхность магнитомягких колец и внутренняя поверхность статора имеют немагнитное износостойкое покрытие из немагнитного материала с возможностью обеспечения магнитного зазора между статором и магнитомягкими кольцами при непосредственном скольжении магнитомягких колец по внутренней поверхности статора. Технический результат состоит в уменьшении силы трения при скольжении якоря внутри статора и износа поверхностей скольжения вследствие уменьшения допуска на магнитный зазор между статором и магнитомягкими кольцами, а также массы якоря вследствие исключения подшипников, а также в уменьшении массы якоря вследствие исключения немагнитных колец большего наружного диаметра (подшипников). 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Электромагнитный привод линейного перемещения // 2577513

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах при изготовлении тепловыделяющего элемента. Технический результат состоит в повышении надежности при упрощении изготовления. Электропривод линейного перемещения выполнен из двух параллельных ветвей магнитной цепи, соединенных по концам через ярма электромагнитов. Магнитная цепь между электромагнитами шунтирована подвижным якорем, которым охвачены параллельные ветви магнитной цепи. На ярмах электромагнитов установлены подпружиненные якоря. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ и устройство для преобразования между электрической и механической энергией // 2603630

Настоящее изобретение относится к преобразованию между электрической и механической энергией. Технический результат - повышение эффективности соленоидного узла. Соленоидный узел выполнен с возможностью преобразования между электрической энергией и механическим движением и включает в себя корпус, вмещающий элемент сердечника и катушечный узел, плунжерный узел, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пределах корпуса между первым положением и вторым положением, и схему возбуждения для возбуждения катушечного узла, чтобы заставлять плунжерный узел перемещаться по меньшей мере между первым и вторым положениями. Плунжерный узел содержит по меньшей мере первый участок материала, содержащий материал постоянного магнита, для физического содействия движению плунжерного узла в зависимости от места между первым и вторым положениями. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 21 ил.

Электромагнитная машина вибрационного действия для ручного инструмента // 2619075

Изобретение относится к электротехнике, к ручным инструментам, предназначенным для чеканки при изготовлении картин на металле и ювелирных изделий. Технический результат состоит в повышении точности позиционирования ручного инструмента. В электромагнитной машине вибрационного действия для ручного инструмента, содержащей корпус, два электромагнита с двумя обмотками, ферромагнитный якорь выполнен дисковым. Два электромагнита размещены с противоположных сторон ферромагнитного дискового якоря с радиальными прорезями, установленного на штоке с возможностью движения по оси штока из исходного положения в средней части корпуса вверх и вниз. На конце штока закреплен зажимной патрон с возможностью крепления инструмента. В средней части корпуса установлены магниты с возможностью возврата штока в исходное положение. 2 ил.