Линейный электродвигатель



Линейный электродвигатель
Линейный электродвигатель
Линейный электродвигатель

 


Владельцы патента RU 2543512:

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСЬВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ЛинЭД" (RU)

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к линейным шаговым электродвигателям, и может быть использовано в дискретном электроприводе. Техническим результатом является повышение усилия на якоре линейного электродвигателя с нагрузкой. Линейный электродвигатель содержит статор, состоящий из магнитного корпуса, внутри которого между левым и правым магнитными полюсами установлены намагничивающие катушки; промежуточные полюса закреплены немагнитными вставками на резьбе. Между правым магнитным полюсом одной катушки и левым магнитным полюсом другой катушки располагаются немагнитные кольца, закрепленные штифтами. Торцевой магнитный полюс крепится к магнитному корпусу болтом. Якорь линейного электродвигателя состоит из магнитных и немагнитных колец, насаженных в чередующейся последовательности на немагнитный стержень. Форма сечения торцов правых магнитных полюсов и левой части промежуточных полюсов, а также торцевого полюса имеет вид неправильной трапеции. Форма сечения торцов левых магнитных полюсов и правой части промежуточного полюса имеет вид прямоугольного треугольника. Форма сечения левых торцов магнитных колец якоря имеет вид неправильного прямоугольника, а правых торцов - прямоугольного треугольника. 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к линейным шаговым электродвигателям, которые находят широкое применение в дискретном электроприводе.

Уровень техники

Известен линейный электродвигатель, содержащий N параллельных якорей и индуктор с цилиндрическим магнитопроводом и обмотками, концентрично размещенными относительно якорей, отличающийся тем, что магнитопровод индуктора выполнен в виде N цилиндрических магнитопроводов меньшего диаметра, соприкасающихся по образующим, а якоря соединены по обоим торцам (см. Патент РФ №2031525, кл. H02K 41/02).

Недостатками данного аналога являются недостаточно технологичная конструкция, довольно трудоемкая при изготовлении, а также низкий коэффициент полезного действия.

Известен линейный электродвигатель, состоящий из статора и якоря, содержащих прилегающие к воздушному зазору магнитные и немагнитные элементы, отличающийся тем, что осевые длины магнитных и немагнитных элементов статора определяются чередованием относительных чисел 3 и 1, а осевые длины чередующихся магнитных и немагнитных элементов якоря определяются рядом относительных чисел: 3, 1, 3, 2, 3, 1, 3, 2 и т.д., или 3, 1,3, 1, 3, 2, 3, 1, 3, 1, 3, 2 и т.д., или 3, 1, 3, 1, 3, 1, 3, 2, 3, 1, 3, 1, 3, 1, 3, 2 и т.д (см. Патент РФ №2108651, кл. H02K 33/02, H02K 41/03).

Недостатком данного аналога является недостаточно технологичная конструкция, довольно трудоемкая при изготовлении. Магнитная система является неэффективной, имеет низкую производительность из-за прямоугольной формы сечения полюсов статора и якоря, имеет низкую плавность хода.

Известен линейный электродвигатель, состоящий из статора, собранного из магнитных и немагнитных элементов и намагничивающих катушек, якоря, выполненного из чередующихся магнитных и немагнитных колец, отличающийся тем, что форма сечения торцов основных и промежуточных полюсов статора имеет вид усеченной неравнобедренной трапеции, образованной двумя фасками под внешними углами 45° и 60°, прилегающими к поверхностям немагнитной вставки статора и якоря и образующими соотношение толщины сечения магнитопровода статора к вершине усеченной трапеции торца полюсов статора 4:1; форма сечения торцов магнитных колец якоря имеет вид неправильного прямоугольника, образованного фасками под внешним углом 60°, прилегающими к внутренней поверхности статора при соотношении длины торца магнитных колец якоря к их максимальной длине 1:4. (см. Патент РФ №2031518, кл. H02K 41/03).

Недостатком прототипа является недостаточно эффективная магнитная система на единицу массы и мощности, не рассчитанная на двухтактную систему работы с наличием такта под нагрузкой и такта холостого хода, а следовательно, низкое усилие на якоре при движении с нагрузкой.

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть достигнут с помощью изобретения, сводится к повышению усилия на якоре линейного электродвигателя с нагрузкой.

Технический результат достигается тем, что в линейном электродвигателе, состоящем из статора, собранного из магнитных и немагнитных элементов и намагничивающих катушек, якоря, выполненного из чередующихся магнитных и немагнитных колец, изменена форма сечения торцов левых магнитных полюсов и правых торцов промежуточных полюсов, которая имеет вид прямоугольного треугольника, образованного фасками, прилегающими под внешним углом 45° к поверхности немагнитных вставок, форма сечения правых торцов магнитных колец якоря имеет вид прямоугольного треугольника, образованного фасками, под углом 60° прилегающими к поверхности немагнитного стержня.

Данная конфигурация магнитной системы позволяет перераспределить магнитный поток в область рабочего зазора, а следовательно, увеличить усилие при движении якоря линейного электродвигателя в одном направлении.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлен общий вид линейного электродвигателя.

На фиг.2 представлен разрез одной катушки с нанесением основных магнитных потоков в начальном положении такта под нагрузкой.

На фиг.3 представлен разрез одной катушки с нанесением основных магнитных потоков в начальном положении такта холостого хода.

Осуществление изобретения

Линейный электродвигатель содержит: статор 1, состоящий из магнитного корпуса 2, внутри которого между левым магнитным полюсом 3 и правым магнитным полюсом 4 установлены намагничивающие катушки 5, 6, 7 и 8, промежуточные полюса 9, закрепленные немагнитными вставками 10 на резьбе 11; левый магнитный полюс 3 и правый магнитный полюс 4 каждой катушки 5, 6, 7, и 8 разделены между собой немагнитными кольцами 12, закрепленными штифтами 13; торцевой магнитный полюс 14 крепится к магнитному корпусу 2 болтом 15. Якорь 16 линейного электродвигателя состоит из магнитных 17 и немагнитных 18 колец, насаженных в чередующейся последовательности на немагнитный стержень 19. Форма сечения торцов правых магнитных полюсов 3, левой части промежуточных полюсов 9 и торцевого полюса 14 образованна фасками 20 и 21; форма сечения торцов левых магнитных полюсов 4 и правой части промежуточного полюса 8 образована фасками 22; форма сечения торцов магнитных колец 17 образована фасками 23 и 24. Основной магнитный поток Ф разделяется на рабочий магнитный поток Ф1, проходящий через рабочий зазор δ, и паразитный магнитный поток Ф2, выпучивающийся в сторону намагничивающей катушки 5 и Ф3, замыкающийся практически по центру якоря 16.

Линейный электродвигатель работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда намагничивающие катушки 5, 6, 7 и 8 обесточены, к работе подготовлена только одна из четырех катушек 5 магнитной системы линейного электродвигателя. При подаче управляющего сигнала на намагничивающую катушку 5 ток в ее обмотке создает магнитный поток Ф (фиг.2), замыкающийся через магнитный корпус 2, левый магнитный полюс 3, магнитные кольца якоря 17, промежуточный полюс 9 и правый магнитный полюс 4 и распределяющийся на рабочий магнитный поток Ф1, проходящий через область рабочего зазора δ и паразитные магнитные потоки Ф2 и Ф3. В результате возникает аксиальная электромагнитная сила, которая приводит к перемещению якоря 16 вправо. Одновременно с движением якоря 16 происходит необходимая для подготовки к работе следующей катушки 6 ориентация магнитных колец якоря относительно левого 3 и правого 4 магнитных и промежуточных 9 полюсов статора, которые закреплены немагнитными вставками 10 на резьбе 11. Немагнитные кольца 12, закрепленные штифтами 13, разделяют магнитные системы катушек 5, 6, 7 и 8. Торцевой полюс 14 крепится к магнитному корпусу 2 болтом 15 и фиксирует все элементы статора 1 внутри корпуса 2. При подаче управляющего сигнала на следующую катушку 6 весь процесс повторяется. В зависимости от порядка следования управляющих импульсов направление движения якоря 16 может меняться.

В отличие от прототипа линейный электродвигатель имеет форму сечения торцов левых магнитных полюсов 3 и правых торцов промежуточных полюсов 9 в виде прямоугольного треугольника, образованного фасками 22, прилегающими под внешним углом 45° к поверхности немагнитных вставок 10, что позволяет перераспределить часть паразитного магнитного потока Ф2 в рабочий магнитный поток Ф1. Форма сечения правых торцов магнитных колец 17 якоря 16 имеет вид прямоугольного треугольника, образованного фасками 24, под углом 60° прилегающими к поверхности немагнитного стержня 19, и за их счет часть паразитного магнитного потока Ф3 также перераспределяется в рабочий магнитный поток Ф1.

По сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями предлагаемое изобретение имеет ряд преимуществ для применения в двухтактных системах с рабочим и холостым движениями якоря, а именно позволяет:

- увеличить магнитный поток в рабочем зазоре;

- повысить коэффициент полезного действия линейного электродвигателя на 15%;

- улучшить массогабаритные показатели;

- снизить затраты на эксплуатацию.

Линейный электродвигатель, состоящий из статора, собранного из магнитных и немагнитных элементов и намагничивающих катушек, якоря, выполненного из чередующихся магнитных и немагнитных колец, отличающийся тем, что форма сечения торцов левых магнитных полюсов и правых торцов промежуточных полюсов имеет вид прямоугольного треугольника, образованного фасками, прилегающими под внешним углом 45° к поверхности немагнитных вставок, форма сечения правых торцов магнитных колец якоря имеет вид прямоугольного треугольника, образованного фасками, под углом 60° прилегающими к поверхности немагнитного стержня.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитным двигателям, и может быть использовано для линейного перемещения подвижных объектов, например линейных манипуляторов технологического или производственного оборудования.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в уменьшении потерь.

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано в ударных приводах машин и механизмов. Технический результат заключается в повышении эффективности ударного электромеханического преобразователя.

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано в ударных приводах машин и механизмов, которые предназначены для создания циклических ударных импульсов, например, при деформации объектов в технологическом процессе.

Предложенная группа изобретений относится к нефтедобывающей технике, в частности к средствам управления скважинной насосной установкой. Техническим результатом является повышение надежности работы насосной установки в скважинах малого диаметра.

Изобретение относится к линейным двигателям. Технический результат состоит в исключении влияния блока детектирования на рабочий ход якоря.

Изобретение относится к электротехнике, к линейным асинхронным двигателям, и может быть использовано в высокоскоростном транспорте. Технический результат состоит в облечении прохождения криволинейных участков экипажем криволинейного транспорта.

Изобретение относится к электротехнике, к линейным двигателям, преобразующим электрическую энергию непосредственно в поступательное перемещение, и может быть использовано в приводе электрического транспорта.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах линейного перемещения, например, в железнодорожном транспорте. Технический результат состоит в упрощении конструкции и повышении эффективности работы.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с нелинейным или возвратно-поступательным движением рабочих органов. Технический результат состоит в повышении к.п.д.

Изобретение относится к приводу, оснащённому изогнутым линейным асинхронным электродвигателем. Технический результат заключается в повышении надёжности конструкции системы привода для работы при повышенном весе и инерции вращающейся рамы, а также в возможности увеличения центрального отверстия гентри. Предлагается прямой привод с изогнутым линейным асинхронным двигателем. Ротор двигателя механически прикреплен к вращающейся раме и может содержать два слоя: алюминиевое кольцо и стальное кольцо. Статор двигателя содержит один или несколько сегментов, выполненных изогнутыми и управляемых приводным блоком. Изогнутые сегменты статора расположены внутри окружности кольца ротора, причём внешняя кривая изогнутых сегментов статора близко совпадает с внутренней кривой кольца ротора. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к конструкциям погружных линейных магнитоэлектрических двигателей, используемых в бесштанговых глубинных насосно-скважинных установках возвратно-поступательного движения для добычи пластовых жидкостей в нефтедобыче. Электродвигатель содержит герметичный статор с установленными в нем сердечниками с катушками, токовводом и головкой для соединения с насосом. В статоре расположен подвижный шток, включающий соединительную штангу с резьбой для соединения штока с плунжером насоса и активный герметичный слайдер, соединенный со штоком резьбовым соединением, выполненным в соединительной муфте. Слайдер содержит последовательно установленные на трубе аксиально намагниченные магниты и полюсы из конструкционной стали. Магниты и полюсы разделены на технологические пакеты, которые соединены между собой муфтами. Шток расположен во внутренней трубе, выполненной из нержавеющей стали с хонингованной поверхностью, между которой и поверхностью штока образован зазор. Головка соединена с корпусом статора резьбовым соединением через герметичные проставки, имеющие каналы. К основанию статора прикреплен компенсатор с упругой диафрагмой, которая выполнена в виде пузыря, имеющего диаметр в средней части больше диаметра каждой его концевой части, причем один конец диафрагмы связан с основанием статора, а ее другой конец соединен с муфтой, соединяющей электродвигатель с компенсатором. Повышается надежность работы погружного линейного электродвигателя в среде пластовой жидкости с повышенной температурой. 3 ил.

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для ускорения макротел, моделирования микрометеоритов и техногенных частиц, применяться в физике высокоскоростного удара. Технический результат состоит в обеспечении больших скоростей метаемого якоря, повышении долговечности рельсовых электродов. Импульсный рельсовый ускоритель содержит проводящий якорь, рельсовые электроды, подмагничивающие катушки, датчик тока, неуправляемые разрядники, конденсаторы импульсного накопителя, управляемые разрядники, разделительные резисторы импульсного накопителя, блоки питания, драйверы управляемых разрядников, систему управления. Он обладает гибкой модульной конструкцией, позволяющей наращивать число ступеней для достижения необходимых скоростей. Все модули имеют одинаковую конструкцию, что упрощает разработку реального образца. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, точнее к шаговым электродвигателям, предназначенным для дискретных электроприводов. Технический результат состоит в обеспечении шагового и продольного перемещения гладкого ротора. Шаговый электродвигатель содержит статор, на внутренней расточке которого выполнены зубцы и пазы, чередующиеся по окружности и осевом направлении. На зубцах размещены фазные катушки, начала которых соединены с нулевым проводом источника питания, а концы фазных катушек подключены к коммутирующему устройству для подключения соответствующих фаз источника питания. Управляющий блок коммутирующего устройства выполнен с возможностью одновременного подключения для фиксации ротора пяти фазных катушек, образующих или дугообразный ряд, или продольный ряд, у которого до середины ряда один, а после середины - противоположный порядок следования фаз. Ротор шагового электродвигателя содержит электропроводящую часть, выполненную в виде цилиндра с прорезью по всей длине. 10 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к линейным асинхронным электродвигателям, и может быть использовано в высокоскоростном наземном транспорте. Технический результат состоит в облегчении прохождения криволинейного участка высокоскоростным транспортным экипажем. Вторичный элемент линейного асинхронного электродвигателя содержит электропроводящую 1 и магнитопроводящую части. Электропроводящая часть 1 включает в себя стержни 2, замкнутые с обеих сторон шинами 3, к которым стержни 2 перпендикулярны. Стержни 2, перпендикулярные шинам 3, снабжены дополнительными стержнями 4, электрически соединяющими стержни 2 с участками шины 3, образующими внешнюю дугу в криволинейном участке. Дополнительные стержни 4 расположены по отношению к участкам шины под углом, отличным от прямого, и имеют дугообразную форму, причем выпуклые части этих дуг обращены к участкам шины, образующим внешнюю дугу в криволинейном участке. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к линейным асинхронным двигателям и может использоваться в высокоскоростном транспорте. Технический результат состоит в повышении плавности прохождения криволинейных участков высокоскоростным транспортным экипажем. Электропроводящая часть 1 вторичного элемента содержит стержни 2, замкнутые с обеих сторон шинами 3. Стержни 2 перпендикулярны шинам 3 и снабжены дополнительными стержнями, электрически соединенными с шиной 3, образующей внешнюю дугу в криволинейном участке. Самый длинный дополнительный стержень 4 расположен в центре шины 3, образующей внешнюю дугу в криволинейном участке, а длины дополнительных стержней 5 и 6, расположенных слева и справа от дополнительного стержня 4, равномерно уменьшаются по мере удаления от самого длинного дополнительного стержня 4 и становятся равными нулю в прямолинейных участках. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к насосному оборудованию нефтедобычи. Установка содержит корпус (1), линейный электродвигатель (2), вторичный элемент (7), плунжеры (8, 9), цилиндры (10, 11), две пары входных и выходных клапанов (14, 15) и (17, 18). Также в состав установки входят сливной электромагнитный клапан (22), соединенный с насосно-компрессорными трубами (16). Дополнительно установлены диафрагмы (13, 20), выполненные в виде сплюснутых цилиндров. Диафрагмы жестко установлены между каждым из цилиндров (10, 11) и парами клапанов. Достигается увеличение межремонтного периода. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электроприводов с прямолинейным движением рабочих органов. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель содержит индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей, якорь в виде ферромагнитного стержня с чередующимися ферромагнитными и электропроводящими кольцами. Катушечные модули помещены в разъемные ферромагнитные шпули, которые расположены на одной оси и подключены пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения при условии nф=1÷n/3, где: nф - количество катушечных модулей, подключенных пакетами, n - общее количество катушечных модулей. Ферромагнитные шпули имеют радиальный разрез и профильное стыкующее соединение. Ферромагнитный стержень выполнен в виде трубы. Разъемные ферромагнитные шпули зафиксированы с торцов крышками, удерживаемыми штангами, которые оснащены подшипниками скольжения. Технический результат заключается в увеличении точности регулирования диапазона скоростей и тягового усилия. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции линейных электродвигателей для погружных установок с плунжерным насосом, применяемых для добычи нефти. Технический результат заключается в повышении долговечности погружного электродвигателя и эффективности его работы. Статор состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого установлены магнитопроводящие чашки с вставленными в них катушками якорных обмоток и разделяющие группы чашек опорные элементы, внутренний диаметр которых меньше, чем внутренний диаметр магнитопроводящих чашек. На внутренней поверхности опорных элементов выполнены пазы, глубина которых больше половины разницы между внутренними диаметрами магнитопроводящих чашек и опорных элементов. При этом магнитопроводящие чашки и опорные элементы установлены в корпусе с радиальным зазором и зафиксированы в нем посредством крепежных элементов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх