Линейный электродвигатель "бимарпол

 

Oll ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (it)942217

Сотоэ Советских

Социалистических

Реслублии (6I ) Дойолнктельное к авт. санд-ву (22) Заявлено 22.03.78 (21) 2593198/24-07 (53)M. Кл. с присоединением заявки №

Н 02 К 41/02

3Ъвуаарстюнмб квинтет

СССР ню двлам нзабретеннй н отхрмтнй (23) Приоритет (53) УДК621.313.. 33 (088. 8 ) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 07.07.82

В. И. Артеменко, В. Т. Беликов, А. jl. Ивлев и В. А. Мамзелев (72) Авторы изобретения

1

1 (71) Заявитель (54) ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ БИМАРПОЛ

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при конструировании электроприводов возвратно-поступательного движения и прямолинейного перемешения с широким диа5 пазоном регулирования скорости.

Известен линейный электродвигатель, содержаший две подвижные друг относительно друга части, одна из которых включает магнитопровод с равномерным чередованием участков высокой и низкой магнитной проницаемости, а другая - магнитопровод переменного сечения, несуший в средней части систему возбуждения, а в крайних, длиной 2 Г каждая - якорную обмотку из двух катушечных групп с равным количеством секций в группе 1).

Однако известная конструкция, наряду с очевидными преимуществами, связанными с большой экономией меди и рав- 20 номерностью тягового усилия, характеризуется значительным уменьшением KHfl происходяшим нэ-эа того, что часть активных сторон обмотки, находяшнхся против участков низкой магнитной проницаемости, обтекается током, но в создании тягового усилия не участвует.

Цель изобретения — увеличение КПД электродвигателя эа счет сни,кения потерь в обмотке якоря.

Поставленная цель достигается тем, что первая из указанных частей электрО двигателя закреплена неподвижно и образована двумя магнитными полосами, выступы и впадины которых сдвинуты друг относительно друга на величину с, где

Q - пошосное деление, а катушечные группы якорной обмотки соединены с дополнительно введенным коллектором таким образом, что концы секций первой катушечной группы и начала секций второй катушечной группы подключены к колпекторным пластинам через полупроводниковые элементы встречной полярности, причем последняя секция первой катушечной группы и первая секция второй катушечной группы подключены к одной обшей коллекторной пластине.

17 ф подключаются к коппекторным пластинам

2, 3, 4 и 5 через попупроводниковые элементы В1, В2, ВЗ и В4, а начала секций второй группы Н8, Н6, Н7 и Н8к коллекторным пластинам 5, 6, 7 и 8 через полупроводниковые элементы В5, В6, В7 и BB встречной попярности таким образом, что конец последней секции первой группы и начало первой секции второй группы подкпючаются к обшей (+ 1)-ой в нашем случае 5-ой коплекК торной ппастине через попупроводниковые элементы встречной полярности, где Кобщее чиспо коппекторных ппастин обмотки.

Для показанного на фиг. 1 расположения магнитопровода 2 якоря и выступов обеих ферромагнитных полос 1 при контакте щеток с 1-ой и 5-ой коппекторными пцастинами (фиг. 2, положение щеток Q ) ток протекает топько по первой группе секций, в то время как вторая группа иэ-за встречного включения вентипей В5, 96, В7 и В8 током не обтекается. Таким образом, в соответствии с фиг. 1 обтекаются током проводники

1, 2, 3 и 4 верхней ппоскости магнитопровода якоря и 1, 2, 3 и 4 его нижней стороны в нап рав пениях, показан» ных на фигуре. Анапогично работает правая сторона магнитопровода якоря с обмоткой 5 (фиг. 1).

Линейный эпектромеханический коппектор распопагается вместе с обмоткой якоря и полупроводниковыми элементами на магнитопроводе 2, а щетки — на одной иэ ферромагнитных полос 1 с интервалом, равным Ч..

Работа предпагаемого двигателя заключается в линейном перемещении якоря под действием тягового электромагнитного усилия F (фиг. 1) Оно возникает в соответствии с законом Био-Савара-Лапласа и, при показанных на фиг. 1 направпениях токов якорной обмотки и магнитного потока, направпено вправо.

Благодаря наличию этого усилия Р магнитопровод 2 начинает перемешаться в указанном направлении.

3 возбуждения размещаются два одинаковых участка дпинс.. 2 6, на которых рас 30

40 нами каждой из секций, пежаших на обеих поверхностях магнитопровода якоря равно попюсному делению.

На фиг. 2 показано соединение секций якорной обмотки пинейного электродвигателя и их подключение через вентильные элементы к коллекторным пластинам.

Обмотка якоря двигателя состоит из двух равных групп шаблонных секций (в данном случае группа секций большего размера 1-1, 2-2, 3-3, 4-4 и группа секций меньшего размера 5-5 6-6

t

7-7, 8-8 ), подключаемых к коппектор» ным пластинам по схеме простой петпевой правоходовой обмотки с правым обходом в каждой группе. При этом концы секций первой группы К1, К2, К3 и К4

3 9422,Ипя осушествпения реверса попупроводниковые элементы могут содержать два тирнстора, включенных встречно-паралпельно.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема предпагаемого ппнейного электродвигателя;на фиг. 2 - принцип обпазования .схемы обмотки якоря пинейного электродвигателя с полупроводниковыми элемен тами, на фиг. 3 — схема обмотки якоря предлагаемого пинейного двигатепя постоянного тока с неуправпяемыми попупроводниковыми элементами; на фиг. 4 — то же, с управляемыми полупроводниковыми элементами

Предлагаемый двигатепЬ (фиг. 1) состоит из двух ферромагнитных попос 1, оси выступов которых сдвинуты друг относитепьно друга на вепичину попюсного деления С таким образом, что против выступа на одной полосе находится впадина противопопожной полосы. Ширина выступа равна ширине впадины и составляет попюсное деление, Между ферромагнитными полосами размещается маг-р3 нитопровод 2 якоря, выпопненный из шихтованной стали. По обе стороны большого паза шириной g для укпадки обмотки попагаются части якорной обмотки 4 и 5.

Каждая часть якорной обмотки размеща-. ется на двух поверхностях магнитопровода якоря. Однослойная двухппоскостная шаблонная обмотка якоря выполняется иэ равных количеств шабпонных секций двух размером секций меньшего размера, на.саживаемых непосредственно на магнитопровод якоря, и секций бопьшего размера, укпадываемых на якорь, уже охваченный секциями меньшего размера, причем расстояние между активными стороЭлектромеханический (или попупроводниковый) коммутатор перекшочает ток в секциях обмотки якоря таким обра- зом, что током обтекаются топько те секции обмотки, которые находятся в данный момент времени против всех выступов ферромагнитной попосы, а секции, распопоженные против всех впадин попосы, обесточиваются. Причем проводники

5 942217 6

1-1, 2-2, З-З, 4-4

8-8, 1-1, 2-2, 3-3

7-7, 8-8, 1-1, 2-2

6-6, 7-7, 8-8, 1-1

5-5, 6-6, 7-7, 8-8

4-4, 5-5,, 6-6, 7-7

1-1, 2-2, 3-3, 4-4 левой части (относительно обмотки возбуждения) секций, находяшихся против выступов, имеют все одинаковое направление токов, а проводники правой части этих секций также все имеют одинако- 5 вое (противоположное) направление тоОбмотка якоря, показанная на фиг. 2, только объясняет принцип работы предлагаемого линейного двигателя постоянного тока. Однако, если одна параллельная ветвь состоит из секций большего размера, а другая из секций меньшего размера, обмотка якоря будет, как известно, несимметричной. Для устранения несимметрий обе параллельные ветви составляются из укрепленных секций, состоя-. ших из одной секции большего размера, лежашей, например, в левой части маг нитопровода, и секции меньшего размера правой части магнитопровода и, соответ- 4> ственно, наоборот. Так, первая параллельная ветвь (фиг. 3) состоит из четырех укрупненных секций: 1-1 и 13 -1:. ;

2-2 и 14 -14; 3-3 и 15 -15; 4-4 и 16 -16. Вторая параллельная ветвь

М также состоит из четырех укрупненных секций: 5-5 и 9 -9; 6-6 и 10 -10;

7-7 и 11 -11; 8-8 и 12 -12, Реверс в предлагаемом линейном электродвигате ле может осушествляться двумя способами: при использовании в ка55 честве полупроводниковых элементов неуправляемых полупроводниковых элементов (вентилей) — переключением полярков. Это обусловливает постоянную величину тягового усилия.

В таблице приведены номера секций, рбтекаемых током, при перемешении ма яитопровода 2 на длину 2 ® (фиг. 2,а, б,в,г,д,е,ж,з,и).

3-3, 4-4, 5-5, 6-6

2-21, 3-3, 4-4, 5-5 ности напряжения обмотки возбуждений (фиг. 3), при использовании в качестве полупроводниковых элементов управляемых выпрямителей (тиристоров) - изменением полярности напряжения на шетках! (фиг. 4). В этом случае полупроводнико- вые элементы содержат два тиристора, включенные встречно-параллельно. Тогда при движении в одном направлении работает группа тиристоров, например: 71, Т3, Т5, Т7 и Т10, Т12, Т14, Т16, а при изменении полярности на шетках о крывается группа Т9, Т2, Т4. Т6, Т8 и Т9, Тll, Т13, Т15, Возможно вместо встречно-параллельно включенных тиристоров использование симметричных ти» ристоров (симмисторов).

Таким образом, за счет того, что в данной конструкции линейного электродви гателя всегда работает только половина якорной обмотки (секции обмотки, находяшиеся против выступов неподвижных ферромагнитных полос), уменьшаются по терн в меди в два раза и, соответственно, увеличивается КПБ двигателя.

Формула изобретен.я

1. Линейный электродвигатель, сойержаший две подвижные друг относительно

7 942 друга части, одна из которых включает магнитопровод с равномерным чередованием участков высокой и низкой магнитной проницаемости, а другая - магнитопровод переменного сечения, несущий s средней части систему возбуждения, а в крайних, длиной 2 Ф каждая -. якорную обмотку из двух катушечных групп с равным количеством секций в группе, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения КПД электродвигателя, первая из указанных частей закреплена неподвижно и образована двумя магнитными полосами, выступы и впадины которых сдвинуты друг относительно друга на величину С где-.5 - полюсное деление, а катушечные группы якорной обмотки соединены с дополнительно введенным кол-

217 8 лектором таким образом, что концы секций первой катушечной группы и начала секций второй катушечной группы подкшочены к коппекторным пластинам через полупроводннковые элементы встречной полярности, причем последняя секция первой катушечной группы . и первая секция второй катушечной группы подключены к одной общей .коппекторной пластине. л 2. Электродвигатель по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с цепью осуществления,реверса, полупроводниковые элементы содержат два тиристора, включенных встречно-параллельно.

5, HGTG HHKH информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 192895, кл, Н 02 К 37/00, 1964.

942217

Яме. 4

Составитепь 3. Горник

Редактор Л. Горбунова Техред N. Тенер Корректор Е. Рошко

Заказ 4860/49 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-3.5, Раушская наб., д. 4/5

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