ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД Российский патент 1995 года по МПК H02K41/25 

Изобретение относится к электротехнике.

Известен линейный электропривод, содержащий зубчатый индуктор с рабочими обмотками и вторичный элемент, разделенные зазором, в котором для регулирования скорости используется силовой полупроводниковый преобразователь [1]
Известен также линейный электропривод, принятый в качестве прототипа, в котором имеются зубчатый индуктор с рабочими обмотками, вторичный элемент и ферромагнитный слой управления в рабочем зазоре с обмоткой управления им, размещенной в пазах индуктора [2]
Недостатком такого электропривода является ограниченный диапазон регулирования тягового усилия, обусловленный принципиальными физическими ограничениями изменения магнитной проницаемости слоя управления.

Задача изобретения заключается в создании линейного электропривода, обладающего расширенным диапазоном регулирования тягового усилия.

Сущность изобретения состоит в том, что в линейном электроприводе, содержащем зубчатый индуктор с рабочей обмоткой, вторичный элемент и ферромагнитный слой управления в рабочем зазоре с обмоткой управления, ферромагнитный слой управления выполнен в виде магнитной жидкости в герметичной диэлектрической оболочке, размещенной между индуктором и вторичным элементом, внутри которой размещены поршни из немагнитного материала, жестко связанные со штоком, установленным с возможностью возвратно-поступательного движения относительно герметичной диэлектрической оболочки, на наружном конце которого установлены обмотка управления и упругий элемент, причем ширина и количество поршней равны ширине и количеству зубцов индуктора, а расстояние между поршнями равно ширине его пазов. Часть штока, связывающая поршни, выполнена в виде жесткой рамки.

Технический результат заключается в том, что данный линейный электропривод позволяет расширить диапазон регулирования тягового усилия, так как в нем отсутствует подмагничивание ферромагнитного слоя управления, выполненного в виде магнитной жидкости, что дает возможность получить большие значения потока взаимоиндукции при максимальном токе обмотки и увеличить максимальное тяговое усилие.

Для повышения жесткости системы шток поршни в электроприводе возможно использование штока в виде жесткой рамки, что позволит обеспечить плавное движение штока без заеданий из-за касания поршней и оболочки и повысить надежность работы электропривода.

На фиг. 1-5 представлен линейный электропривод.

Электропривод содержит (фиг. 1-3) индуктор 1 с многофазной обмоткой 2 переменного тока, уложенной между зубцами 3, вторичный элемент 4. В диэлектрическую оболочку 5 с магнитной жидкостью 6 помещены поршни 7 из немагнитного материала, связанные жестким штоком 8. Образующиеся крайние полости между оболочкой 5 и поршнями 7 соединены между собой трубопроводом 9. Ширина поршней 7 равна ширине зубцов 3 индуктора 1, расстояние между поршнями ширине пазов. На наружном конце штока 8 установлены катушка с обмоткой 10 управления и упругий элемент 11, противодействующий втягиванию катушкой штока. Катушка с обмоткой 10 управления, упругий элемент 11 и наружный конец штока помещены в корпус 12.

Линейный электропривод работает следующим образом.

При отсутствии тока в обмотке 10 управления шток 8 с поршнями 7 под действием упругого элемента 11 устанавливается в левое положение (фиг. 4). Подключение обмотки 2 индуктора 1 к питающей сети (не показано) приводит к появлению потока рассеяния Фш. Рабочий поток взаимоиндукции Фр практически отсутствует, так как между зубцами 3 индуктора 1 и вторичным элементом 4 находятся поршни 7, магнитная проницаемость которых близка к нулю. Электропривод не создает тяговое усилие.

При подаче в обмотку 10 управления тока максимальной величины катушка втягивает конец штока 8 и устанавливает поршни 7 в крайнее правое положение (фиг. 5). Рабочий поток Фр возрастает до максимального и, замыкаясь через вторичный элемент 4, создает максимальное тяговое усилие.

Если подать в обмотку управления ток меньше максимального, то поршни 7 в оболочке занимают промежуточное положение, поток взаимоиндукции пронизывает часть поверхности зубцов 3 и находящуюся над нею магнитную жидкость 6. С уменьшением тока в обмотке площадь сцепленной с потоком поверхности уменьшается, что приводит к насыщению жидкости 6 при меньших мгновенных значениях потока взаимоиндукции. С увеличением тока в обмотке 10 указанная площадь растет, и насыщение происходит при больших мгновенных значениях потока. Следовательно, изменение тока в обмотке 10 управления вызывает соответствующее изменение магнитной проводимости слоя жидкости 6 между зубцами 3 и вторичным элементом 4, потока взаимоиндукции, тягового усилия электропривода.

Таким образом, предложенный линейный электропривод позволяет расширить диапазон регулирования тягового усилия.

Использование: в электроприводах различного назначения, создающих поступательное перемещение. Сущность изобретения: в линейном электроприводе, содержащем индуктор 1, вторичный элемент 4, слой магнитной жидкости 6 между ними в герметичной диэлектрической оболочке 5 и обмотку 10 управления, внутри оболочки 5 размещают поршни 7 из немагнитного материала, жестко связанные штоком 8, на одном из наружных концов которого установлены катушка с обмоткой 10 управления и упругий элемент 11. Ширина и количество поршней 7 равны ширине и количеству зубцов индуктора 1, а расстояние между поршнями 7 равно ширине его пазов. Изобретение обеспечивает расширение диапазона регулирования тягового усилия и повышение надежности. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий зубчатый индуктор с рабочей обмоткой, вторичный элемент и ферромагнитный слой управления в рабочем зазоре с обмоткой управления, отличающийся тем, что ферромагнитный слой управления выполнен в виде магнитной жидкости в герметичной диэлектрической оболочке, размещенной между индуктором и вторичным элементом, внутри которой размещены поршни из немагнитного материала, жестко связанные со штоком, установленным с возможностью возвратно-поступательного движения относительно герметичной диэлектрической оболочки, на наружном конце которого установлена обмотка управления и упругий элемент, причем ширина и количество поршней равны ширине и количеству зубцов индуктора, а расстояние между поршнями равно ширине его пазов. 2. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что часть штока, связывающая поршни, выполнена в виде жесткой реамки.