ИНДУКТОР ЛИНЕЙНОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1995 года по МПК H02K41/02 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к линейным асинхронным электродвигателям и может найти применение в приводах технологического оборудования с возвратно-поступательным движением.

Известен индуктор линейного цилиндрического электродвигателя, содержащий корпус с продольным разрезом, подшипниковые узлы, активный слой, представляющий собой набор модулей, каждый из которых состоит из катушки, размещенной на изолированном каркасе, и ферромагнитного элемента в виде шайбы с внутренним кольцевым выступом.

Недостатком известного индуктора является трудность протягивания модулей при сборке и ремонте через весь корпус, особенно при большом числе пар полюсов. Внутренние кольцевые выступы сплошных ферромагнитных элементов увеличивают магнитные потоки рассеивания (экранируют вторичный элемент) и при тех же габаритах уменьшают объем, занимаемый обмоткой в пазу. Все это приводит к снижению энергетических показателей двигателя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является индуктор линейного цилиндрического электродвигателя, содержащий корпус с продольными разрезами и внутренними кольцевыми канавками, в которых размещены ферромагнитные элементы. Между ферромагнитными элементами размещены катушки. Подшипниковые узлы состоят из подшипниковых щитов и подшипников скольжения. Подшипниковые щиты выполнены с кольцевыми канавками, поверхность большего диаметра которых конусная, а корпус имеет кольцевой выступ с наружной конусной поверхностью, прилегающей к конусной поверхности подшипниковых щитов, соединенных между собой стяжными элементами.

Недостатком известного технического решения является сложная технология изготовления корпуса индуктора, особенно при большом числе пар полюсов, включающая внутреннюю проточку кольцевых канавок. При этом высокая точность обработки ведет к увеличению трудоемкости изготовления. При низкой точности обработки отсутствует плотное сопряжение ферромагнитных элементов с корпусом, из-за этого наблюдаются дополнительные магнитные потери и дребезг ферромагнитных элементов с частотой источника питания, что является частой причиной повреждения катушек и их выводных концов при эксплуатации.

Цель изобретения уменьшение трудоемкости изготовления индуктора и повышение надежности при эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в индукторе линейного цилиндрического электродвигателя, содержащем стяжные элементы, подшипниковые щиты с кольцевыми конусными канавками, сопряженными с корпусом, имеющим продольные разрезы, в корпусе расположены ферромагнитные элементы активного слоя, в отличие от прототипа продольные разрезы корпуса выполнены так, что образуются три равные части, в разрезах корпуса размещены дополнительно введенные изоляционные листы, листы со стороны, обращенной к активному слою, имеют прямоугольные выступы и конусные выступы на концах, причем конусные выступы листов сопряжены с кольцевыми конусными канавками подшипниковых щитов, а прямоугольные выступы размещены между ферромагнитными элементами активного слоя.

Выполнение корпуса разъемным, состоящим из отдельных частей, разделенных изоляционными листами, исключает электрические контакты между частями корпуса в процессе эксплуатации, следовательно, исключается замыкание наводимых токов по окружности корпуса, уменьшается нагрев и повышается надежность эксплуатации индуктора. Причем длина корпуса индуктора может быть достаточно большой, так как отсутствуют ограничения в технологии его изготовления из-за токарной обработки внутренних поверхностей.

Выполнение изоляционных листов с прямоугольными выступами, размещенными между ферромагнитными элементами, с общим количеством изоляционных листов, равным трем, и расположение их по окружности под углом 120^о позволяет исключить смещение ферромагнитных элементов в продольном и поперечном направлениях и их дребезг в процессе эксплуатации. Одновременно имеется возможность обеспечения плотного сопряжения ферромагнитных элементов с корпусом в поперечном направлении при любой длине индуктора при низкой трудоемкости изготовления корпуса. Выше сказанное ведет к уменьшению трудоемкости изготовления индуктора и повышению его надежности.

Известно выполнение корпуса индуктора с прямоугольными продольными пазами, в которых размещены изоляционные листы. В данной конструкции корпус неразъемный, а назначение изоляционных листов обеспечить выводы дисковых катушек, а исключение смещения элементов активного слоя относительно друг друга осуществляется только посредством фрикционного взаимодействия ферромагнитных элементов и корпуса. Из-за наблюдаемого дребезга ферромагнитных элементов в процессе эксплуатации техническое решение имеет низкие показатели по надежности.

Предложенное техническое решение обеспечивает исключение смещения ферромагнитных элементов активного слоя относительно друг друга и создание надежного устройства при минимальных затратах труда, достаточно большом числе пар полюсов и соответственно большой длине индуктора, что позволяет в итоге утверждать, что предлагаемое техническое решение удовлетворяет критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен индуктор линейного цилиндрического электродвигателя со вторичным элементом, продольный разрез; на фиг. 2 показано сечение А-А на фиг. 1.

Индуктор линейного цилиндрического электродвигателя содержит активный слой, состоящий из катушек 1 и ферромагнитных элементов 2. В корпусе 3 индуктора выполнены продольные разрезы. Последние образуют три одинаковые части 4, 5, 6 корпуса. В разрезах корпуса 3 размещены листы 7 из электроизоляционного материала (гетинакса, стеклотекстолита и т.п.). Со стороны, обращенной к активному слою индуктора, изоляционные листы 7 имеют прямоугольные выступы 8, размещенные между ферромагнитными элементами 2. Вторичный элемент 9 расположен в подшипниковых щитах 10. В подшипниковых щитах 10 выполнены кольцевые канавки, представляющие в поперечном разрезе трапецию, причем торцы корпуса 3 и концы электроизоляционных листов 7 выполнены как ответные части кольцевых канавок.

Подшипниковые щиты 10 соединены друг с другом посредством стяжных элементов 11.

Индуктор линейного цилиндрического электродвигателя работает следующим образом. После подачи переменного трехфазного напряжения к катушкам 1 возникает бегущее электромагнитное поле в ту или иную сторону в зависимости от порядка чередования фаз, наводящее вихревые токи во вторичном элементе 9. Взаимодействие электромагнитного поля индуктора с токами вторичного элемента приводит в движение вторичный элемент 9 в сторону движения электромагнитного поля индуктора. В процессе работы индуктора электромагнитное поле наводит в ферромагнитных элементах вихревые токи, которые создают свои электромагнитные поля. Эти поля взаимодействуют с бегущим электромагнитным полем индуктора. Так как ферромагнитные элементы 2 разнесены друг от друга выступами 8 электроизоляционных листов 7, отстоящих друг от друга на 120^оС, а части 4, 5, 6 корпуса 3 посредством соединения торцов с кольцевыми канавками подшипниковых щитов 10, стянутых стяжными элементами 11, охватывают ферромагнитные элементы 2 плотно с торцов, то обеспечивается надежная фиксация ферромагнитных элементов 2 в корпусе 3 индуктора линейного цилиндрического электродвигателя. Вследствие этого рассматриваемое взаимодействие полей не приводит к дребезгу ферромагнитных элементов индуктора особенно при большой его длине. Одновременно с этим наличие трех отдельных частей корпуса индуктора, электрически изолированных друг от друга листами 7 по длине индуктора, исключает замыкание наводимых токов по окружности корпуса, следовательно, уменьшает нагрев, повышает надежность индуктора. Прямоугольные выступы 8 электроизоляционных листов 7 центруют катушки 1 относительно корпуса 3 и вторичного элемента 10, что обеспечивает им дополнительную электроизоляцию и надежность в эксплуатации. Выводы катушек 1 из корпуса могут быть сделаны в радиальных отверстиях, выполненных в одном из листов 7, или пофазно в каждом из них. Толщина листов 7 должна выбираться как можно меньше с учетом обеспечения необходимой жесткости и прочности для крепления ферромагнитных элементов 2.

В предложенном индукторе нет необходимости в выполнении в корпусе внутренних проточек методом токарной обработки как, например, у прототипа. Поэтому его изготовление значительно проще и дешевле, особенно при большой длине индуктора.

Таким образом предлагаемое техническое решение вследствие малой трудоемкости изготовления и повышенной надежности может найти широкое применение в народном хозяйстве в качестве индуктора линейного цилиндрического электродвигателя.

Использование: в линейных асинхронных электродвигателях, в частности может найти применение в приводах технологического оборудования возвратно-поступательного движения. Сущность изобретения: индуктор линейного электродвигателя содержит подшипниковый щит 10 с кольцевыми конусными канавками, сопряженными с корпусом 3, имеющим продольные разрезы, в корпусе расположены ферромагнитные элементы 2 активного слоя. Корпус выполнен из трех одинаковых частей посредством продольных разрезов, в которых размещены дополнительно введенные электроизоляционные листы 7, имеющие со стороны, обращенной к активному слою, прямоугольные выступы 8 и конусные на концах, причем конусные выступы листов сопряжены с кольцевыми конусными канавками подшипниковых щитов 10, а прямоугольные выступы 8 размещены между ферромагнитными элементами 2 активного слоя. Подшипниковые щиты 10 соединены друг с другом посредством стяжных элементов 11. Изобретение исключает смещение ферромагнитных элементов 2 относительно друг друга, его изготовление проще и дешевле, особенно при большой длине индуктора при минимальных затратах труда на его изготовление. 2 ил.

ИНДУКТОР ЛИНЕЙНОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий корпус с продольными разрезами и прямоугольными выступами, стяжные элементы, ферромагнитные элементы активного слоя, размещенные между прямоугольными выступами, подшипниковые щиты с кольцевыми конусными канавками, сопряженными с корпусом, отличающийся тем, что корпус состоит из трех одинаковых частей, каждая из которых снабжена изоляционным листом, размещенным в продольных разрезах корпуса, причем прямоугольными выступами оснащен только изоляционный лист.