Цилиндрический линейный асинхронный двигатель

Авторы патента:

H02K41/02 - линейные электродвигатели; дуговые электродвигатели

H02K41/00 - Системы двигателей, в которых жесткое тело передвигается по некоторой траектории вследствие взаимодействия этого тела с магнитным потоком, распространяющимся вдоль этой траектории

H02K17/02 - асинхронные двигатели

Владельцы патента RU 2582332:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

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 n_ф=1÷n/3, где: n_ф - 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 электротехнике и предназначено для электроприводов с прямолинейным движением рабочих органов.

Известен индуктор цилиндрического линейного электродвигателя [RU №2396679, Н02K 41/02, опубл. 10.08.2010], содержащий корпус, разъемный магнитопровод, кольцевые катушки..

Недостатком данного устройства является сложность и неразборность конструкции, сложность отвода тепла при работе двигателя, отсутствие возможности проведения ремонта и невысокая технологичность сборки, отсутствие регулировки скорости и усилия подачи.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является цилиндрический линейный асинхронный двигатель [RU №2488936, Н02K 41/025, опубл. 27.07.2013], содержащий индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей, чередующихся в осевом направлении с ферромагнитными шайбами, и ферромагнитного ярма. Якорь выполнен в виде ферромагнитного стержня, на котором размещены чередующиеся ферромагнитные и электропроводящие кольца. В якоре выполнено отверстие, внутри которого размещен цилиндр, снабженный рукояткой и состоящий из чередующихся двух видов колец.

Недостатками данного устройства является то, что подвижной частью является индуктор и связанная с этим сложность подачи на нее электроэнергии, сложность изготовления и неразборность конструкции.

Техническим результатом является увеличение точности регулирования диапазона скоростей и тягового усилия и простота разборки двигателя.

Технический результат достигается тем, что в цилиндрическом линейном асинхронном двигателе, содержащем индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей, якорь в виде ферромагнитного стержня с чередующимися ферромагнитными и электропроводящими кольцами, новым является то, что катушечные модули помещены в разъемные ферромагнитные шпули, которые расположены на одной оси и подключены пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения при условии n_ф=1÷n/3, где: n_ф - количество катушечных модулей, подключенных пакетами, n - общее количество катушечных модулей. Также новым является и то, что ферромагнитные шпули имеют радиальный разрез и профильное стыкующее соединение, ферромагнитный стержень выполнен в виде трубы, разъемные ферромагнитные шпули зафиксированы с торцов крышками, удерживаемыми штангами, и для обеспечения плавности хода ферромагнитного стержня крышки оснащены подшипниками скольжения.

Катушечные модули регулируют диапазон скоростей и тягового усилия. Разъемные ферромагнитные шпули обеспечивают простоту разборки двигателя. Радиальный разрез на ферромагнитных шпулях исключает кольцевые токи. Профильное стыкующее соединение обеспечивает сохранение соосности ферромагнитных шпуль. Выполнение ферромагнитного стержня в виде трубы обеспечивает снижение веса и металлоемкость. Для обеспечения плавности хода ферромагнитного стержня крышки оснащены подшипниками скольжения.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен схематично общий вид цилиндрического линейного асинхронного двигателя (продольный разрез). На фиг. 2 изображен вид А на фиг. 1. На фиг. 3 изображен общий вид шпули.

Цилиндрический линейный асинхронный двигатель содержит индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей 1. Якорь выполнен в виде ферромагнитного стержня 2, на котором расположены чередующиеся ферромагнитные 3 и электропроводящие кольца 4. Катушечные модули 1 помещены в разъемные ферромагнитные шпули 5, которые имеют радиальный разрез 6 и профильное стыкующее соединение 7. Разъемные ферромагнитные шпули 5 зафиксированы крышками 8, удерживаемыми штангами 9. Для обеспечения плавности хода ферромагнитного стержня 2 крышки 8 оснащены подшипниками скольжения 10.

При подключении трехфазной обмотки цилиндрического линейного асинхронного двигателя, состоящей из катушечных модулей 1, к источнику напряжения, создается бегущее по оси магнитное поле, пересекающее ферромагнитные 3 и электропроводящие кольца 4 якоря из ферромагнитного стержня 2 и находящиеся в них электродвижущие силы. Под действием этих электродвижущих сил в электропроводящих кольцах 4 якоря цилиндрического линейного асинхронного двигателя потечет ток. В результате взаимодействия бегущего магнитного поля с токами в электропроводящих кольцах 4 якоря из ферромагнитного стержня 2 создается механическое усилие, перемещающее якорь в подшипниках скольжения 10 по направлению бегущего магнитного поля. Для регулирования диапазона скоростей и тягового усилия катушечные модули подключены пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения при условии n_ф=1÷n/3, где: n_ф - количество катушечных модулей, подключенных пакетами; n - общее количество катушечных модулей.

Преимущества заявляемого изобретения заключаются в том, что увеличивается точность регулирования диапазона скоростей и тягового усилия за счет подключения пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения по одному или несколько катушечных модулей. В результате выполнения ферромагнитного стержня в виде трубы снижается вес и металлоемкость конструкции. Кроме того, модульная конструкция обеспечивает простоту сборки и ремонта.

1. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель, содержащий индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей, якорь в виде ферромагнитного стержня с чередующимися ферромагнитными и электропроводящими кольцами, отличающийся тем, что катушечные модули помещены в разъемные ферромагнитные шпули, которые расположены на одной оси и подключены пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения при условии n_ф=1÷n/3, где: n_ф - количество катушечных модулей, подключенных пакетами, n - общее количество катушечных модулей.

2. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что ферромагнитные шпули имеют радиальный разрез и профильное стыкующее соединение.

3. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что ферромагнитный стержень выполнен в виде трубы.

4. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что разъемные ферромагнитные шпули зафиксированы с торцов крышками, удерживаемыми штангами.

5. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения плавности хода ферромагнитного стержня крышки оснащены подшипниками скольжения.

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).

Вторичный элемент линейного асинхронного двигателя // 2559789

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.

Вторичный элемент линейного асинхронного электродвигателя // 2559788

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.

Шаговый электродвигатель // 2557255

Изобретение относится к электротехнике, точнее к шаговым электродвигателям, предназначенным для дискретных электроприводов. Технический результат состоит в обеспечении шагового и продольного перемещения гладкого ротора.

Импульсный рельсовый ускоритель // 2551474

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для ускорения макротел, моделирования микрометеоритов и техногенных частиц, применяться в физике высокоскоростного удара.

Погружной линейный электродвигатель // 2549381

Изобретение относится к конструкциям погружных линейных магнитоэлектрических двигателей, используемых в бесштанговых глубинных насосно-скважинных установках возвратно-поступательного движения для добычи пластовых жидкостей в нефтедобыче.

Привод с изогнутым линейным асинхронным двигателем // 2543972

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.

Линейный электродвигатель // 2543512

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 электромагнитный двигатель // 2541518

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.

Погружной линейный электродвигатель // 2538377

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

Резонансный рельсовый ускоритель // 2554054

Изобретение относится к электромагнитным пусковым установкам. Ускоритель содержит силовой корпус и находящиеся в нем рельсы, источник тока и подмагничивающие катушки, неполярные коммутаторы, систему управления коммутаторами, конденсаторный накопитель и источник питания накопителя.

Устройство магнитной левитации и поперечной стабилизации транспортного средства // 2523875

Изобретение относится к области магнитолевитационной транспортной технологии, а именно к конструкции устройства магнитной левитации и поперечной стабилизации. Устройство магнитной левитации и поперечной стабилизации транспортного средства содержит бортовые сверхпроводниковые обмотки левитации и боковой стабилизации, Т-образно расположенные горизонтальные и вертикальные короткозамкнутые электропроводящие контуры, установленные непрерывно вдоль активной путевой структуры так, что плоскость симметрии бортовой сверхпроводниковой обмотки левитации и боковой стабилизации находится в плоскости вертикального короткозамкнутого электропроводящего контура, причем горизонтальные и вертикальные короткозамкнутые электропроводящие контуры выполнены в виде развернутой обмотки беличьей клетки.

Торцевой волновой электродвигатель // 2418351

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в робототехнических установках с программным управлением, включающих электропривод с шаговым двигателем, в частности линейным или двухкоординатным, и требующих точного позиционирования исполнительного механизма.

Способ перемещения объекта в пространстве и устройство для перемещения объекта в пространстве // 2269194

Изобретение относится к электромагнитным движителям и может быть использовано, в частности, в космических транспортных средствах. .

Привод линейного перемещения // 2211523

Двигатель-движитель электродинамический вибраторный // 2141161

Изобретение относится к энергомашиностроению и может найти применение на транспорте, в том числе в летательных аппаратах и в космической технике. .

Вамас-движитель // 2130684

Способ создания движущей силы // 2120176

Привод поступательного перемещения // 2112310

Устройство перемещений по поверхности из ферромагнитного материала // 2100894

Асинхронный двигатель с герметичным электронасосом // 2570171

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкции асинхронного двигателя (АД) с герметичным электронасосом для перекачки жидкости. В АД обычного исполнения ротор с валом выполнен в виде массивного толстостенного цилиндра, торцы которого герметично закрыты торцевыми фланцами, закрепленными на валу и образующими вместе с массивным цилиндром и валом герметичную полость ротора, соединенную посредством отверстий в стенках полых концов вала с всасывающей и нагнетающей сторонами электронасоса.