Вертикальный линейный электромагнитный двигатель

 

Союз Советскнк

Соцналнстнчесмнх

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 180377 (21) 2467367/24-07 (5ЦМ. Кл.

Н 02 К 33/02 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300680. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 30.06,80 (53) УДК 621. 313. .33(088.8) (72) Авторы изобретения

В.Н. Гурницкий и Ю. Г. Мещеряков (71) Заявитель

Алтайский политехнический институт им. И.И. Ползунова (5 4 ) ВЕРТИКАЛЬНЫЯ ЛИНЕЯНЫЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ

ДВИГАТЕЛЬ

Описываемый электродвигатель предназначен для использования в регулируемых электроприводах вертикального перемещения исполнительных органов рабочих механизмов, в частности дозирующих устройств химического производства.

Известны линейные электромагнитные двигатели, содержащие одну или две обмотки, цилиндрический магнитопровод, полюса и ферромагнитный якорь, движущийся в направляющем немагиитном цилиндре (1).

Наиболее близким по техническому решению к описываемому изобретению является двигатель, содержащий об« мотку, магнитопровод, образованный цилиндрическим ярмом, верхним и нижним кольцевыми полюсами, и ферромагнитный якорь, размещенный в направляющей немагнитной втулке (2).

Однако якорь как первого, так и второго двигателя не имеет устойчивого положения в промежуточных точках хода, кроме двух крайних положений. Это свойство известных электромагнитных двигателей обусловлено типичной структурой их магнитной цепи, для которой характерна сильМая зависимость магнитной проводимости от положения якоря. Вследствие этого устойчивое равновесие между силой тяги двигателя и силой сопротивления рабочего органа не может быть достигнуто в промежуточных точках хода. Получить устойчивые положения якоря в промежуточных точках хода путем регулирования тока в обмотке двигателя (или напряжения) не удается.

Цель изобретения состоит в том, чтобы получить устойчивое положение якоря в любой точке рабочего хода и обеспечить регулирование скорости его движения.

Эта цель достигается тем, что между верхним полюсом магнитопровода и немагнитной направляющей втулкой установлена немагнитная цилиндрическая вставка, а нижний полюс снабжен ферромагнитным цилиндром, охватывающим направляющую втулку.

На фиг. 1 изображен продольный разрез двигателя, на фнг. 2 — зависимость силы тяги F от рабочего зазора Ж, на фиг. 3 — зависимость силы тяги от рабочего зазора при различных величинах тока,7.

744862

Рабочее положение двигателя вертикальное.

Подвижной частью является цилинд рический гладкий ферромагнитный якорь 1. Он находится внутри обмотки 2 и вместе с ней схватывается ци5 линдрическим ярмом 3, которое одновременно используется как корпус двигателя. Движение якоря происходит вдоль направляющей немагнитной втулки 4, помещенной между якорем

1 и обмоткой 2. К верхней торцовой поверхности ярма 3 привыкает расположенный на ней верхний полюс 5, выполненный в виде ферромагнитного кольца.

15 внутренний диаметр полюса 5 в отличие от известных конструкций двигателей не равен наружному диаметРу направляющей втулки. 4 и превышает его примерно в 2,5 раза, что сде- 20 лано с целью создания немагнитного участка между верхним полюсом 5 и направляющей втулкой 4.

Указанный немагнитный участок занят немагнитной крышкой 6, Нижняя 25 торцовая поверхность ярма 3 расположена на нижнем полюсе 7, который снабжен ферромагнитным цилиндром 8, охватывающим, направляющую втулку.

Нижним упором для якоря 1 служит не- З0 магнитное основание 9.

Двигатель работает следующим образом.

При отсутствии тока н обмотке 2 якоРь 1 занимает кРайнее нижнее положение (находится на немагнитнсм основании 9 ) . При подключении обмотки 2 к источнику выпрямленного напряжения якорь приходит в движение, перемещаясь вдоль направляющей втулки 4. При этом за счет введения 40 в магнитную цепь немагнитного участка 6 и ферромагнитной вставки 8 зависимость (x) силы тяги от рабочего зазора Ж между верхними торцовыми поверхностями якоря 1 и втул- 45 ки 4 соответствует кривой 2 на фиг. 2. При характеристике ) (С ) вида 2 обеспечивается устойчивая работа в любой точке хода, осуществляется регулирование скорости дни- 50 жения якоря и перемещение его на любую часть хода снизу внерх и сверху вниз. Управление движением якоря осуществляется путем регулирования величины тока н обмотке двигателя.

Влияние тока на F (Х ) показано на фиг. 3, где приведены характеристики 1 и 2, соответствующие токам

Д и Зр при (У . Уменьшение тока от величины Д до неличины j conposoaдается переходом якоря из положения М, в положение > при той же силе сопротивления рабочего органа. Устанавливая соответствующий ток, можно переводить якорь в любую промежуточную точку хода и удерживать его в ней. При переходе якоря в новое положение за-, кон изменения скорости его движения определяется законом изменения тока в обмотке. Предельная величина управляемого хода (участок ,(7 кривой 2, фиг, 2) зависит, глав" ным образом, от высоты ферромагнитного цилиндра 8.

Таким образом, выполнение верхчего полюса с немагнитной встанкой, а нижнего в ниде цилиндра с кольцевым основанием позноляет получить устойчивое неподвижное положение якоря и обеспечивает воэможность регулирования скорости его движения.

Формула изобретения

Вертикальный линейный электромаг.нитный двигатель, содержащий обмотку, магнитопронод, образованный цилиндрическим ярмом, верхним и нижним кольцевыми полюс ами, и ферромагн итный якорь, размещенный в направляющей. немагнитной втулке, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью получения устойчивого положения якоря н любой точке рабочего хода и обеспечения регулирования скорости его движения, между верхним полюсом магнитопровода и немагнитной направляющей втулкой установлена немагнитная цилиндрическая вставка, а нижний полюс снабжен ферромагнитным цилиндром, охватывающим направляющую втулку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

Р 248047„ кл. Н 02 К 33/12, 1969 °

2. Авторское свидетельство СССР

М 464045, кл. Н 02 К 33/12, 1975 (прототип).

744862

Составитель 3. Горник

Редактор Е. Абрамова Техред О. Легеза Корректор Г. Назарова

Заказ Зб77/l l Жирак 783 Подпи свое

ЦНИИПИ Государственного ковжтета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Уагород, ул. Проектная, 4