ЛИНЕЙНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2009 года по МПК H02K41/25 

Изобретение относится к области электротехники, а более точно к линейным асинхронным двигателям (ЛАД), предназначенным для электроприводов с прямолинейным или возвратно-поступательным движением рабочих органов и электрического транспорта.

Известен линейный асинхронный двигатель, содержащий индуктор, состоящий из сердечника и трехфазной обмотки, и вторичный элемент, состоящий из сердечника, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной, а с другой - замыкающим цилиндром, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей, установленным с возможностью поворота вокруг своей горизонтальной оси (см., например, а.с. СССР МПК Н02K 41/025, №1350778, 87 г., патент РФ МПК Н02K 41/025, №1823094, 93 г.).

Данные ЛАД не способны развивать стабилизирующие усилия при боковом смещении вторичного элемента относительно своего индуктора.

Наиболее близким по своей технической сути к заявляемому является ЛАД, содержащий индуктор, состоящий из сердечника и трехфазной обмотки, и вторичный элемент, состоящий из сердечника, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной, а с другой - замыкающим цилиндром, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей, установленным с возможностью поворота вокруг своей горизонтальной оси (см. а.с. СССР МПК Н02K 41/025, №1104619, 84 г.). Этот ЛАД выбран в качестве прототипа.

Неспособность данного ЛАД развивать усилия поперечной стабилизации при боковом смещении вторичного элемента относительно индуктора - недостаток прототипа.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение отмеченного недостатка в разработанной конструкции ЛАД.

Решение данной технической задачи достигается тем, что в ЛАД, содержащем индуктор, состоящий из сердечника и трехфазной обмотки, и вторичный элемент, состоящий из сердечника, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной, а с другой - замыкающим цилиндром, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей, установленным с возможностью поворота вокруг своей горизонтальной оси, согласно изобретению пазы сердечника вторичного элемента содержат центральную часть, перпендикулярную горизонтальной оси замыкающего цилиндра, и примыкающие к ней под одинаковыми углами с обеих сторон боковые части, при этом все электропроводящие стержни повторяют форму паза.

Выполнение пазов сердечника вторичного элемента содержащими центральную часть, перпендикулярную горизонтальной оси замыкающего цилиндра, и примыкающие к ней под одинаковыми углами с обеих сторон боковые части, при этом все электропроводящие стержни повторяют форму паза - эти признаки определяют новизну и существенные отличия данного технического решения.

В дальнейшем изобретение поясняется примером его конкретного выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает общий вид ЛАД (поперечное сечение);

фиг.2 - вторичный элемент ЛАД (вид сверху схематично);

фиг.3 показывает ЛАД, вторичный элемент которого смещен влево относительно индуктора ЛАД;

фиг.4 изображает направление действия сил, приложенных ко вторичному элементу ЛАД, при симметричном расположении вторичного элемента относительно индуктора;

фиг.5 - то же самое при боковом смещении вторичного элемента относительно индуктора ЛАД влево.

ЛАД (фиг.1) содержит индуктор, состоящий из сердечника 1 и трехфазной обмотки 2. Вторичный элемент 3 состоит из сердечника 4, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни 5, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной 6, а с другой стороны - замыкающим цилиндром 7, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей и оборудованным рукояткой 8.

На фиг.2 показан схематично вид вторичного элемента сверху. Видно, что пазы и электропроводящие стержни 5 содержат центральную часть 9 и боковые части 10 и 11. Остальные обозначения те же, что и на фиг.1.

На фиг.3 показано боковое смещение вторичного элемента 3 относительно индуктора ЛАД. Здесь все обозначения те же, что и на фиг.1.

На фиг.4 показаны усилия, действующие на вторичный элемент ЛАД при симметричном расположении вторичного элемента относительно индуктора: F₁ и F₂ - усилия, действующие на вторичный элемент; F_б1 и F_б2 - поперечные усилия, действующие на вторичный элемент; F_Т1 и F_Т2 - тяговые усилия, действующие на вторичный элемент. Остальные обозначения те же, что и на фиг.2.

На фиг.5 показаны те же самые силы, что и на фиг.4, но при боковом смещении вторичного элемента относительно индуктора ЛАД.

Рассмотрим принцип действия данного ЛАД.

При подключении трехфазной обмотки 2 к источнику трехфазного напряжения создается бегущее магнитное поле, пересекающее стержни 5 короткозамкнутой обмотки вторичного элемента и наводящее в них электродвижущие силы (ЭДС). Под действием ЭДС в стержнях 5 потекут токи, взаимодействующие с бегущим магнитным полем. В результате этого взаимодействия создаются механические усилия F_Тср, F₁ и F₂, приложенные соответственно к центральной и боковым частям вторичного элемента. Усилия F₁ и F₂ разлагаются на составляющие F_Т1, F_Т2, F_б1, F_б2. Тяговые усилия F_Тср, F_Т1 и F_Т2 приводят в движение вторичный элемент, а одинаковые по величине усилия F_б1 и F_б2 (фиг.1 и фиг.4) взаимно уравновешивают друг друга и не оказывают влияния на движение вторичного элемента ЛАД. При смещении вторичного элемента относительно индуктора ЛАД влево (фиг.3) часть обмотки вторичного элемента оказывается вне пределах индуктора (фиг.3). Поэтому возникающие в результате взаимодействия бегущего магнитного поля с токами вторичного элемента усилия F₁ и F₂ станут неодинаковыми (F₁<F₂). Одновременно нарушается равенство поперечных усилий F_б1 и F_б2 (фиг.5), причем F_б1< F_б2. Под действием разности поперечных усилий F_б2-F_б1 вторичный элемент ЛАД будет автоматически возвращаться в симметричное положение относительно индуктора (фиг.1 и фиг.4). Таким образом будет осуществляться автоматическая поперечная самостабилизация вторичного элемента относительно индуктора ЛАД. Причем при увеличении поперечного смещения вторичного элемента пропорционально будет возрастать разность поперечных усилий F_б2-F_б1, возвращающих вторичный элемент в симметричное положение. Как и у прототипа, вращением замыкающего цилиндра 7 (фиг.1 и фиг.2) можно изменять величину сопротивления короткозамкнутой обмотки вторичного элемента и регулировать величину механических усилий и скорость движения ЛАД.

По сравнению с прототипом реализована возможность создания усилий поперечной стабилизации при боковом смещении вторичного элемента относительно индуктора ЛАД.

Изобретение относится к электротехники, к электроприводам с прямолинейным или возвратно-поступательным движением рабочих органов и может быть использовано для электрического транспорта. Технический результат состоит в обеспечении поперечной стабилизации. Линейный асинхронный двигатель содержит индуктор, состоящий из сердечника с многофазной обмоткой. Вторичный элемент содержит сердечник, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной. С другой стороны они замкнуты замыкающим цилиндром, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей, с рукояткой. Пазы сердечника вторичного элемента содержат центральную часть, перпендикулярную горизонтальной оси замыкающего цилиндра, и примыкающие к ней под одинаковыми углами с обеих сторон боковые части. Все электропроводящие стержни повторяют форму паза. 5 ил.

Линейный асинхронный двигатель, содержащий индуктор, состоящий из сердечника и трехфазной обмотки, и вторичный элемент, состоящий из сердечника, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной, а с другой - замыкающим цилиндром, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей, установленным с возможностью поворота вокруг своей горизонтальной оси, отличающийся тем, что пазы сердечника вторичного элемента содержат центральную часть, перпендикулярную горизонтальной оси замыкающего цилиндра, и примыкающие к ней под одинаковыми углами с обеих сторон боковые части, при этом все электропроводящие стержни повторяют форму паза.