Двухкоординатный линейный электродвигатель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()942218

Союз Советеиив

Социалиетичвеиик

Рвслублии (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 22.01.7 9 (21) 27 15103724-07 с присоединением заявки ¹ (23) П риоритет

Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 07.07.82 (51)M. Кл.

Н 02 К 41/02

Рвуаврвтвинвй квинтет

CCCP ао диви вэеврвтвквв и вткрьпвв (З) УД К 621.313.. 13 (088.8) В, Т. Бепиков, А. Д. Ивлев и В. A. Мамзепев

1 (72) Авторы изобретения

F «о

Одесскнд ордена Трудового Красного Знамени попитехнический институт (7) ) Заявитель (54) ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к эпектромашнностроению и может быть использовано в координатных столах станков, машин, механизмов дпя отработки координат при широком диапазоне регулирования скорос5 ти, что необходимо дпя ппоскоконтурной обработки детапей, например, во фрезерных, копировапьных и других станках, маШинах термической резки, координатографах, графопостроителях и т. п.

1О

Известен пикейный эпектродвигатепь, состоящий из безобмоточного зубчатого индуктора и якоря с обмотками управления возбуждения (1).

Укаэанный двигатепь обеспечивает пе- 5 ремешение выходного элемента только по одной координате. Дпя попучения двухкоординатного перемещения выходного элемента необходима установка двух двигателей. о

Наиболее бпизким к предпагаемому по технической сущности является двухкоординатный пинейный эпектродвигатепь, содержащий две взаимно перпендикупярные магнитные системы, обеспечивающие перемещение выходного эпемента по двум координатам, каждая иэ которых вкпючает в себя якорь с обмотками управления и возбуждения и примыкающий к нему безобмоточный зубчатый нндуктор (2 7.

Недостатком указанного двигателя является большой вес, обусповленный необходимостью выполнения индуктора, площадь которого равна ппошади координатной поверхности, охватываемой выходным элементом двигателя. цепь изобретения - уменьшения веса двигателя.

Указанная цель достигается тем, что магнитная системы каждой координаты выполнена из двух одинаковых, симметрично распопоженных относнтепьно координатной оси, частей, якоря которых жестко связаны между собой соединительным эпементом, причем на соединительном элементе магнитной системы одной координаты размещены:- Kbl индуктора магнитной системы другой координаты.

3 9422

Такое конструктивное выпопнение двух координатного двигатепя позволяет сократить плошадь индуктора и уменьшить тем самым вес двигатепя.

На фиг. 1 приведен вид сверху перво-, ro варианта двухкоординатного двигателя; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, (поперечный разрез одной координаты двигателя); на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 2 (поперечный разрез другой коор- 10 динаты двигателя); на фиг. 4 — показан второй вариант двигатепя; на фиг. 5разрез Б-В на фиг. 4 (поперечный разрез двигателя по другой координате); на фиг. 6 - третий вариант двигателя; на 35 фиг, 7 — разрез Г-Г на фиг. 6 (поперечный разрез по первой координате).

Электрический двигатель (фиг. 1 ) состоит из неподвижной. части, представляющей собой ферромагнитную полосу 1 с 20 двумя рядами формирующих магнитное поле одинаковых выступов (зубцов) 2 и 3, распопоженных в шахматном порядке на каждом пошосном делении C и подвижной части (якоря) с обмотками воэбуж- 25 дения 4 и управления 5, Подвижная часть представляет собой два магнитопровода 6 (фиг. 2) с пазами 7 для обмотки управпения и пазами 8 для обмот ки возбуждения. Р агнитопроводы дпиной щ0

2 Г каждый, укреппены на обшей ферромагнитной плите 9 друг над другом без сдвига с зазором между ними по высоте обесг ечиваюшим допустимые значения магнитного потока рассеяния.

Один из вариантов двигатепя (фиг.1 и 2) состоит из двух неподвижных ферромагнитных попос 1 с выступами 2 и

3 и двух движитепей 10 и 11. Базовый движитель 10 состоит из двух якорей, распопоженных друг от друга на расстоянии: необходимом дпя перемещения рабочего органа по одной из координат (например, () и соединенных ярмом 12.

Ярмо 12 по конструкции аналогично неподвижным ферромагнитным поносам 1, но имеет выступы 2 и 3 с двух сторон.

Ферромагнитные выступы 2 и 3 с обеих сторон располагаются друг против друга беэ сдвигов. Ярмо 12 первого движите50 ля 10 является неподвижной частью движителя, осушествляюшего отработку второй координаты.

Подвижная часть второго движителя

11 состоит, в свою очередь, также из двух якорей, расположенных по обе стороны ярма 12 и конструктивно объеди + ненных соединитепьной ппанкой 13. Планка 13 одновременно может нести рабочий орган механизма или сама является несущей плитой координатного стопа.

Сечения А-А (фиг. 2) и Б-Б (фиг. 3) показывают, что неподвижные ферромагнитные полосы 1 одновременно являются направляющими для перемещения на шариковых (ипи других) опорах 14 всей подвижной части предпагаемого двигателя в одном координатом направпении. Движитель 11 (фиг, 3) перемещается на своих шариковых (ипи других) опорах 1 5 вдоль ярма 12 в перпендикупярном координат ном направлении. При необходимости оба движителя 10 и 11 могут быть снабжены распорными катящимися опорами 16, установленными на крепящих конструкциях 17, как это показано дпя одного участка движителя 11 (фиг. 3).

На фиг. 4 и 5 показан второй вериант двухкоординатного двигателя, содер- . жащий четыре движитепя 10, объединенных двумя метаппическими полосами 18 в жесткую прямоугольную раму (фиг. 4).

Движитепь, отрабатывающий вторую координату, располагается между ярмами 12 с шахматными выступами 2 и 3, обращенными внутрь образовавшейся жесткой рамы. Поперечный разрез движитепя,осуществляющего движение по второй координате, представлен на фиг. 5.

Третий вариант двигатепя обеспечивающий загрузку опор от веса подвижной части, изображен на фиг. 6 и 7. Здесь движитель 10 всей подвижной части поворачивается на 90 . Неподвижные попосы с выступами такие соответственно поворачиваются на 90 . Их креппение к о

Основанию осуществляется с помощью вертикальных корпусных деталей 19. Как спедует из фиг. 7, усилия одностороннего тяжения в этом случае не компенси-. руются, как это осуществляется у двигателей на фиг. 1 и 4, а действуют в направлении, противоположном силе тяжес ти, компенсируя суммарный вес всей подвижной части двигателя, что улучШает динамические свойства и уменьшает его весовые показатепи.

Двигатель работает следующим образом.

При подаче питания на обмотки якоря и возбуждения движителя 10 происходит его перемещение вдопь неподвижных полос 1. При этом в этом же напревцении перемещается на ярме 12 неподвижный движитель 11.

При подаче напряжения на обмотки возбуждения и якоря движителя 11 по5 9422 следний перемешается вдопь ярма 12, совершая движения по заданным систе мой управпения траекториям в плоскости между двумя неподвижными ферромагнитными полосами 1. Любой из движителей 5 может . иметь как электромеханический, так и полупроводниковый коммутаторы, электромеханический коммутатор может иметь пибо ппоскую развернутую конструкцию с коллектором на подвижной час- <0 ти и щетками, расположенными через каждое попюсное депение на неподвижной части, пибо обычную, цилиндрическую форму. При этом коллектор укреппяется на подвижной части. Коммутация секций 15 производится вращением питающих шетокот зубчато-реечной передачи, где рейка устанавливается на неподвижной части вдоль всей дпины хода каждого из двигатепей, а барабанный колпектор с эуб- 20 чатым колесом — на подвижной части.

Реверс и регупирование скорости перемещения подвижной части по обеим координатам производятся раздельными схемами автоматического управления извест-Н ными способами для каждой иэ координат.

Ф ормула изобретения

Двухкоординатный. линейный электродвигатель, содержащий две взаимно пер18 6 пендикулярные магнитные системы, обе,;» печнваюшие перемещение выходного эпемента по двум координатам, каждая из которых вкпючает в себя якорь с обмотками управпения и возбуждения и примыкаюший к нему безобмоточный зубчатый инауктор, о т и и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения веса, магнитная система каждой координаты выпоцнена из двух одинаковых, симметрично распопоженных относитепьно координатной оси, частей, якоря которых жестко связаны между собой соединитепьным элементом, причем на соединитейьном элементе магнитной системы одной координаты размешены зубцы индуктора магнитной системы другой координаты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Левин Н, К. и Серебряков А. ll.

Бесконтактные электродвигатели с многоспойным воздушным зазором. Авиационное электрооборудование, вып. 2, Киев, 1976, с» 48.

2. Луценко В. Е. и Рубцов В. П.

Эпектропривод с щаговыми двигатепями.

В кн.: Электропривод и автоматизация промышленных установок. T. 6, N., 1978, с. 30-31 (прототип).