Линейный электромагнитный двигатель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик п>936257

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 31. 10. 80 (21) 2999347/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.82. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 15 .06 .82 (5t)M. Кл.

Н С2 К 33/02

1оаударствеиный квинтет

СССР де делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313 ° .282(088.8) (72) Автор изобретения

В.Н.Гурницкий (71) Заявитель (54) ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к электрическим двигателям с возвратно-поступательным движением якоря, и может быть использовано в регулируемых электроприводах, например исполнительных органах рабочих механизмов.

Известен линейный электромагнитный двигатель, содержащий обмотку прямого и обратного хода, магнито о провод и ферромагнитный подвижной элемент f1).

Известен также электромагнитный двигатель, содержащий немагнитный корпус, с размещенными в нем катушками прямого и обратного хода, снабженные полюсами и подвижную часть, состоящую из ферромагнитного стержня и ферромагнитного сердечника, имеющего осевое отверстие, через котого рое проходит стержень 32).

Недостатком этих электромагнитных двигателей является малый ход его подвижной части, ограниченный размерами обмоток электромагнитов.

Цель изобретения — увеличение хода подвижной части линейного электромагнитного двигателя.

Эта цель достигается тем, что электромагнитный двигатель снабжен дополнительной катушкой, которая охвачена магнитопроводом и установлена между катушками прямого и обратного хода,и дополнительнымферромагнитным сердечником подвижной части, сердечники подвижного элемента установлены по обе стороны от дополнительной катушки и между ними размещены немагнитные прокладки, при этом упомянутое отверстие ферромагнитных сердечников выполнено расширенным в вертикальном направлении в одну сторону от центральной оси, а в магнитопроводе дополнительной катушки выполнены аналогичнь(е отверстия.

3 93625

На фиг. 1 изображен предлагаемый линейный электромагнитный двигатель; общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Линейный электромагнитный двигатель содержит немагнитный корпус 1 (фиг. 1) с размещенными в нем катушками прямого 2 и обратного 3 хода, ферромагнитные сердечники 4 и 5 которых снабжены возвратными резиновыми амортизаторами 6 и 7 и имеют протя женные перпендикулярно оси двигателя (эксцентричные)отверстия (фиг. 2).

В немагнитном корпусе I установлена дополнительная обмотка 8 с магнитопроводом 9, который также имеет эксцентричные отверстия. В эксцентричных отверстиях ферромагнитных сердечников 4 и 5 и магнитопровода 9, как в направляющих, установлен в под- шипниках 10 с односторонним зазором связывающий сердечники 4 и 5 стержжень 11. Между сердечниками 4 и 5 магнитопроводом 9 установлены немагнитные фиксирующие прокладки 12. 25

Катушки 2 и 3 отделены от резиновых амортизаторов 6 и 7 немагнитными опорами 13, а их магнитопроводы снабжены ферромагнитными полюсами 14. С торцов двигатель закрыт крышками 15.

Двигатель работает следующим образом.

При отсутствии токов в катушках

2 и 3 и протекании тока в дополнительной катушке 8, стержень 11 под дей35 ствием радиальных равнодействующих . магнитных сил, действующих s эксцентричных отверстиях магнитопровода 9, притягивается к магнитопроводу 9 и удерживается в неподвижном состоянии 4а

При притягивании магнитными силами стержня 11 к:магнитопроводу 9, ни тот ни другой не перемещаются в радиальном направлении, так как в эксцентричном зазоре они касаются и упи-, 45 раются друг в друга (при наличии или отсутствии тока в дополнительной катушке 8). Стержень 11 может проскальзывать относительно магнитопровода 9 в подшипниках 10 при отсутствии. тока в дополнительной катушке 8. Магнитопровод 9 устанавливается относительно . корпуса 1 без зазора, а также не имеет возможности осевого перемещения.

Фиксирующие прокладки 12 и магнитопроводы катушек 2 и 3, так же, как и магнитопровод 9 дополнительной катушки 8, не имеют возможности радиального или осевого перемещения.Наз7 4 начение фиксирующих прокладок 12 состоит в том, чтобы развязать магнитные поля дополнительной катушки 8 и катушек 2 и 3. Из-за того, что наружный диаметр сердечников 4 и 5 несколько меньше внутреннего диаметра корпу а 1, при отсутствии, токов в катушках 2 и 3, сердечники 4 и 5 имеют возможность очень малого радиального перемещения относительно стержня 11 и корпуса 1. Возвратные резиновые амортизаторы 6 и 7 имеют такую жесткость, чтобы даже при вертикальном расположении оси двигателя, сжатие возвратного резинового амортизатора 6 или 7 сердечником 4 и 5„ под действием их веса, было незначительным.

Одновременно, возвратные резиновые амортизаторы 6 и 7 при отсутствии токов в катушках 2 и 3, целиком заполняют отведенное им пространство, что предотвращает перекос сердечников 4 и 5 в начальном состоянии. При необходимости переместить стержень ll влево (фиг. 1), подают ток в катушку 2, который возрастает во времени и создает в магнитной цепи, состоя,щей из магнитопровода катушки 2, сердечника 4, полюса 14 и стержня

11, возрастающий магнитный поток, под действием которого (и вследствие того, что зазор между сердечником 4 и корпусом 1, а значит, и люфт сердечника 4 относительно стержня 11, значительно меньше, чем зазор между сердечником 4 и противолежащим полюсом 14 магнитопровода) сердечник 4 сначала притягивается к стержню 11. При этом торцовая поверхность сердечника 4 строго перпендикулярна к оси стержня 11 и сердечник

4 центрируется относительно корпуса

1 двигателя с равным по всей длине внутренней окружности корпуса 1 и наружной длине окружности сердечника

4 зазором. Дальнейший рост тока в обмотке катушки 2 приводит к тому, что, вследствие дальнейшего роста магнитного потока, возрастает сила притяжения сердечника 4 к стержню 11, а затем соединенный радиальными магнитными силами со стержнем 11 сердечник

4 под действием осевых магнитных сил готов двигаться в осевом направлении.

В этот момент отключается ток дополнительной катушки 8, при уменьшении которого до некоторой величины, осевая сила,. действующая вследствие маг936257

Формула изобретения

5 нитного сцепления стержня 11 с магнитопроводом 9, становится меньше силы притяжения сердечника 4 к полюсу 14 магнитопровода (с учетом усилия нагрузки, приложенного к бегуну), 5 преодолевая сопротивление снимаемого возвратного резинового амортизатора

6, центрированный сердечник 4 движется до опоры 13, после чего движение сердечника 4 в направлении ка тушки 2 прекращается. В следующий момент времени вновь включают обмотку .катушки 8, вследствие чего магнитопровод 9 вновь соединяется магнитными силами со стержнем 11, после чего отключается обмотка катушки 2, а ее ток уменьшается. При одновременном уменьшении магнитного потока в цепи, состоящей из магнитопровода катушки 2, сердечника 4, полюса 14 и so стержня 11, когда сила притяжения якоря 4 к полюсу 14 магнитопровода катушки 2 становится близкой к нулю, сила магнитного сцепления между стержнем. 11 и сердечником 4, зазор между И которыми равен лишь остаточному, имеет некоторое конечное значение, вследствие чего сердечник 4 остается центрированным. Как только осевая сила от магнитного сцепления стержня ll Зв и сердечника 4 оказывается меньше силы сжатия притянутым сердечником 4 возвратного резинового амортизатора

6, сердечник 4, сохраняя, вследствие инерции своей массы, неизменное положение в пространстве, за корот кий промежуток времени отбрасывается сжатым возвратным резиновым амор" тизатором 6 в начальное положение, при этом перекос сердечника 4 исключается. Сердечники 4 и 5 центрируются относительно корпуса 1 также с помощью входящих в полости сердечников. выступов резиновых амортизаторов 6 и 7, 43

После повторной подачи тока в обмотку катушки 2 весь описанный процесс повторяется.

Для обеспечения движения стержня

11 в противоположную сторону(вправо, фиг. 1), поочередному включению подлежат обмотка катушки 3 и обмотка катушки 8.

Предложенный линейный электромагнитный двигатель обладает большим ходом, который не ограничивается размерами обмоток или корпуса. Кроме того, рассмотренный линейный электромагнитный двигатель за счет того, что электромагниты имеют прямоходовые подвижные сердечники, развивает большое тяговое усилие и может располагаться вертикально, горизонтально или наклонно. Благодаря наличию удерживающей обмотки (катушки 8) с магнитопроводом, предложенный линейный электромагнитный двигатель работает также на упор.

Линейный электромагнитный двигатель, содержащий немагнитный корпус с размещенными в нем катушками прямого и обратного хода, снабженные полюсами, и подвижную часть, состоящую иэ ферромагнитного стержня и ферромагнитного. сердечника, имеющего осевое отверстие, через которое проходит упомянутый стержень, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения хода, он снабжен дополнительной катушкой, которая охвачена магнитопроводом и установлена между упомянутыми катушками прямого и обратного хода, и дополнительным ферромагнитным сердечником подвижной части, сердечники подвижной части установлены по обе стороны от дополнительной катушки и между ними размещены немагнитные про" кладки, при этом упомянутое отверстие ферромагнитных сердечников выполнено расширенным в вертикальном направлении, в одну сторону от центральной оси, а в магнитопроводе дополнительной катушки выполнены аналогичные отверстия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 308690, кл. H 02 К 33/12, 1970.

2. Козлов Н.П. и Краснов И.И, Электромагнитные пропорциональные управляющие элементы. "Энергия", 1960, с. 21.

936257

6» Z Sq O

Риг 8

Заказ 4242/67 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С.Венгржановская

Редактор И.Митровка Техред Е.Харитончик . Корректор Н.Стец