Линейный шаговый двигатель с продольным магнитным полем


 


Владельцы патента RU 2526053:

Кудрявцев Михаил Юрьевич (RU)

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.

 

Область применения

Изобретение относится к линейным шаговым двигателям с продольным магнитным полем.

Предшествующий уровень техники

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является линейный шаговый двигатель с продольным магнитным полем, продольно перемещающим внутри цилиндрического статора цилиндрический якорь, включающий в себя кольца из магнитомягкого материала, чередующиеся с немагнитными кольцами меньшего наружного диаметра, стянутые центральной трубой с концевыми упорами, при этом на немагнитные кольца меньшего наружного диаметра надеты немагнитные кольца большего наружного диаметра, скользящие по внутренней поверхности статора и обеспечивающие магнитный зазор между статором и кольцами из магнитомягкого материала (см. И.Я. Емельянов, В.В. Воскобойников, Б.А. Масленок «Основы конструирования исполнительных механизмов управления ядерных реакторов», 2-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1987, стр.164).

Недостатком прототипа является большой допуск на магнитный зазор между статором и кольцами из магнитомягкого материала из-за длинной цепи размеров, обеспечивающих этот зазор (внутренний диаметр статора - наружный диаметр больших немагнитных колец - внутренний диаметр больших немагнитных колец - наружный диаметр малых немагнитных колец - внутренний диаметр малых немагнитных колец - наружный диаметр центральной трубы - внутренний диаметр колец из магнитомягкого материала - наружный диаметр колец из магнитомягкого материала). В большом поле допуска зазор может достигать больших значений, при которых прижатие якоря к внутренней стенке статора приводит из-за неуравновешенности поперечных магнитных сил к большому боковому усилию, создающему значительную силу трения при скольжении якоря внутри статора и значительный износ поверхностей скольжения.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является уменьшение силы трения при скольжении якоря внутри статора и уменьшение износа поверхностей скольжения.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является уменьшение допуска на магнитный зазор между статором и кольцами из магнитомягкого материала.

Технический результат достигается, и указанная задача решается за счет того, что в линейном шаговом двигателе с продольным магнитным полем, продольно перемещающим внутри цилиндрического статора цилиндрический якорь, включающий в себя кольца из магнитомягкого материала, чередующиеся с немагнитными кольцами меньшего наружного диаметра, стянутые центральной трубой с концевыми упорами, наружная поверхность колец из магнитомягкого материала и внутренняя поверхность статора имеют износостойкое покрытие из немагнитного материала с возможностью обеспечения магнитного зазора между статором и кольцами из магнитомягкого материала при непосредственном скольжении колец из магнитомягкого материала по внутренней поверхности статора.

Износостойкое покрытие может быть выполнено азотированием, или цементацией, или хромированием, или сочетанием этих способов.

Предлагаемая конструкция якоря с непосредственным скольжением колец из магнитомягкого материала по внутренней поверхности статора укорачивает по сравнению с прототипом цепь размеров, обеспечивающих магнитный зазор (толщина покрытия статора - внутренний диаметр статора - наружный диаметр колец из магнитомягкого материала - толщина покрытия колец из магнитомягкого материала). За счет этого достигается технический результат - уменьшение по сравнению с прототипом допуска на магнитный зазор между статором и кольцами из магнитомягкого материала и вследствие этого уменьшение силы трения при скольжении якоря внутри статора и уменьшение износа поверхностей скольжения.

Дополнительными техническими результатами являются:

- дополнительное уменьшение по сравнению с прототипом износа поверхностей скольжения вследствие использования износостойких покрытий колец из магнитомягкого материала и внутренней поверхности статора;

- уменьшение по сравнению с прототипом массы якоря вследствие исключения немагнитных колец большего наружного диаметра.

Изобретательский уровень предлагаемой конструкции якоря обоснован неочевидностью из существующего уровня техники возможности непосредственного скольжения колец из магнитомягкого материала по внутренней поверхности статора.

Кольца из магнитомягкого материала могут иметь наружные фаски длиной от 0,3 до 2,0 мм с углом наклона к продольной оси якоря от 5 до 30 градусов. Эти фаски не только облегчат скольжение колец по внутренней поверхности статора, но и сделают более равномерной зависимость тягового усилия на якоре от перемещения якоря.

Краткое описание чертежей

На чертеже изображен продольный разрез линейного шагового двигателя с продольным магнитным полем.

Лучший вариант осуществления изобретения

Линейный шаговый двигатель с продольным магнитным полем, продольно перемещающим внутри цилиндрического статора 1 цилиндрический якорь, включающий в себя кольца из магнитомягкого материала 2, чередующиеся с немагнитными кольцами меньшего наружного диаметра 3, стянутые центральной трубой 4 с концевыми упорами 5, при этом наружная поверхность колец из магнитомягкого материала и внутренняя поверхность статора имеют износостойкое покрытие из немагнитного материала с возможностью обеспечения магнитного зазора между статором и кольцами из магнитомягкого материала при непосредственном скольжении колец из магнитомягкого материала по внутренней поверхности статора.

Кольца из магнитомягкого материала имеют наружные фаски длиной 1 мм с углом наклона к продольной оси якоря 10 градусов.

Промышленная применимость

Изобретение может быть использовано в линейных шаговых двигателях для точного перемещения рабочих органов на ограниченное расстояние, например в управлении транспортными установками, химическими процессами, ядерными реакторами.

1. Линейный шаговый двигатель с продольным магнитным полем, продольно перемещающим внутри цилиндрического статора цилиндрический якорь, включающий в себя кольца из магнитомягкого материала, чередующиеся с немагнитными кольцами меньшего наружного диаметра, стянутые центральной трубой с концевыми упорами, отличающийся тем, что наружная поверхность колец из магнитомягкого материала и внутренняя поверхность статора имеют износостойкое покрытие из немагнитного материала с возможностью обеспечения магнитного зазора между статором и кольцами из магнитомягкого материала при непосредственном скольжении колец из магнитомягкого материала по внутренней поверхности статора.

2. Линейный шаговый двигатель по п.1, отличающийся тем, что износостойкое покрытие выполнено азотированием, или цементацией, или хромированием, или сочетанием этих способов.

3. Линейный шаговый двигатель по п.1, отличающийся тем, что кольца из магнитомягкого материала имеют наружные фаски длиной от 0,3 до 2,0 мм с углом наклона к продольной оси якоря от 5 до 30 градусов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным двигателям и может быть использовано для создания машин с дискретным поступательным движением рабочего органа любой длины.

Изобретение относится к электротехнике, к линейным цилиндрическим двигателям (ЛЦД) постоянного тока с ускорением линейного возвратно-поступательного перемещения рабочего органа - якоря в ограниченных пределах, и может быть использовано в механизмах ударного действия без применения промежуточных преобразователей, например, в приводах молотов кузнечно-прессового оборудования, для забивки в грунт металлических или железобетонных свай, рыхления и уплотнения грунта, разрушения породы и асфальтобетона и т.д.

Изобретение относится к электротехнике, к линейным шаговым двигателям (ЛШД), и может быть использовано преимущественно в устройствах ввода - вывода. .

Изобретение относится к области электротехники и электромеханики и может быть использовано в ударных приводах машин и механизмов, которые предназначены для создания циклических ударных импульсов, например, деформации технологических объектов.

Изобретение относится к области электрических машин с ускорением линейного возвратно-поступательного перемещения рабочего органа и может быть использовано в приводах молотов кузнечно-прессового оборудования, для забивки в грунт свай, разрушения асфальтобетона.

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам с линейным перемещением рабочего органа, и может быть использовано в приводах молотов кузнечно-прессового оборудования.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения электродвигателей. .

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным двигателям и может быть использовано для создания машин с дискретным поступательным движением рабочего органа любой необходимой длины.

Изобретение относится к электродвигателям велосипедов. .

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным ударным машинам с возвратно-поступательным движением рабочих органов для выполнения различных технологических операций при импульсной обработке материалов.

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.

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.

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.

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.

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

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

Изобретение относится к электротехнике, к линейным приводам. .

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

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.

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.
Наверх