Линейный двигатель постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК H02K41/35 

Г

Фб

©О0О0ОО

оэ

Л

00

с

0

Ф

О © Ф© ©Ъо QQ д) QQ Изобретение относится к электромашиностроению, а бопее конкретно к электрическим машинам постоянного тока с линейным перемещением якоря, и может быть использовано в приводак станков,машин и механизмов с линейными перемешёни51ми рабочих органов. Известен линейный овигатель постоян ного тока, содержащий соединенную через бпок щеточных контактов с коллектором обмотку якоря, плоский зубчатый инцуктор и обмотку возбуждения i Однако использование коллектора увеличивает размеры известного устройства и усложняет его конструкцию. Целью изобретения является упрощение конструкции путем совмещения коллектора и иноуктора. Указанная цель достигается тем, что коллекторные пластины одной полярнооти выполнены из немагнитного электропроводного материала и расположены в пазах плоского зубчатого индуктора, магнитные зубцы которого являются кол ле кторными пластинами другой полярнооти,причем все коллекторные ппастины имеют ширину, равную ширине расчетной полюсной цуги и изолированы друг от друга изоляционными прокладками шириной (1 - aiff ) Блок щеточных контак тов имеет 2/2р Р щеток, сдвинутых друг относительно друга на одно зубцовое деление, причем расстояние между щетками каждой пары равно Г, где Z - число пазов якоря; 2р - число пар полюсов; ТГ- величина полюсного деления; обг- расчетный коэффициент попюоного перекрытия, На фиг. 1 изображен линейный двигатель постоянного тока со встречным колпектором разрез}на фиг. 2 - непоцвижный индуктор со встроенным коллектором; на фиг. 3 принцип поцклю-, чения секций обмотки якоря через коллектор к питающему напряжению; на фиг. 4 - расположение токопровоцящих щеток якоря относительно неподвижного инцуктора со встроенным коллектором; на фиг. 5 - схема подключения секций обмотки якоря к токопроводящим щеткам Линейный двигатель постоянного тока состоит из неподвижного плоского зубчатого инЕ1уктора 1 и подвижного якоря 2, на П-образном магнитопровоце в крайних зонах которого размещена обмотка якоря 3, На средней зоне магнит провода размещена обмотка 4 возбуждени Плоский зубчатый ннауктор 1 выполняется ферромагнитного материала. По-всей его длине чередуются выступы 5,шириной и впадины, шириной (2-а )f. Во впадинах размещены немагнитные полосы 6 шириной oL Т из электропроводящего материала, изолированные от боковых поверхносзтей и дна плоского зубчатого индуктора 1 изоляционными прокладками 7, толщиной (1-0(5) Плоский зубчатый индуктор 1 обрабатывается в сборе с немагнитными полосами 6 и изоляционными прокладками 7 до образования гладкой поверхности индуктора, обращенной к якорао 2 двигателя. При перемещения якоря вдоль инцуктора применяется такая коммутация тока каждой секции обмотки якоря 3,, при которой пересечение .активными . сторонами секций изоляционных п|)окпадок 7 между выступами 5 и полнхами 6 приводит к изменению направления тока в них, 8-19-щетки и соответствую щие им секции якорной обмотки. Выступы 5 и полосы 6 оановременно являются токопровоцящими шинами, обеспечи- ваюитми подачу напряжения к секциям 8-14, 9-15, 10-16, 11-17, 12-18, 13-19 обмотки якоря 3 через щетки соответствующей полярности. Как показано на фиг. 3 и 4, напряжение питаглая одной полярности подведено к ферромаг. нитной части плоского зубчатого индуктора 1| а ко всем немагнитным эпектр1 проводящим полосам 6 - напряжение противоположной полярности. Число пар контактных шаток (фиг. 4) должно быть равно числу пазов на полюсное деление 2/2р. Расстояние между щетками пары равно 5 , и каждая пара щеток 8-14, 9-15, 10-16, 11-17, 12-18, 13-19. устанавливается со сдвигом цруг относительно друга на величину зубцового деления tz Возможны два. варианта расположения щеток над пластиной инцуктора: либо все пары располагаются на двух полюсных делениях (фиг. 4), что возможно при малых значенияк /2р, либо пары щеток разносятся на несколько пар полюсных д&лений Т с сохранением соответствук щего сдвига (кратного t ) и полярнооти напряжения 20-31-секций якорной обмотки. Как видно их схемы (фиг. 5),каждая секция обмотки якоря 3 одной крайней зоны магнитопровода якоря 2 (например, 8-14) и соответствующая секция цругой крайней зоны (например. 3 ) подключаются к двум щеткам (например, &-14), образуя аве парап пепьные ветви. Рйбота пииейного цвигатепя осущест ляется . спецующим образом. При 11оааче питания на обмотку 4 возбужаешя в магнитопровоце якоря 2 о аэуется магнитный поток Фм (фиг. Г При поааче напряжениЯ| например, на ферромагнитную часть инпуктора 1 и его немагнитные полосы 6, секшга об мотки якоря 3 начинают обтекаться токами, напряжения которых обусловлены полярностью питаютаего напряжения в расположением соответствующих: контактных щеток. При показанном на фиг 1 распределении токов и потока возбужаения на провоцники обмотки якоря 3 аействует электромагнитное усилие . F, направпеннре влево. Поц аействием этого усилия якорь авигатем ля яачина&г яеремешвться влево, ваоп оси X. По мере полярность щетмс(и,сортвётственногоквсекниях.ко торые к ним поаключеныЫеняегся при пе сечениипрояольных осей изоляционных 87 Нрокпацок 7 таким образом, что напраь пения токов обмотки яксфя 3 в крайних зонах магнито1фовоаа 2, н«ь хоаящиеся в цанный М1%«ент против ферромагнитных выступов 5 инауктр|эа 1., остаются неизменными при движении в одном направлении. Следует- отметить что, учитывая малые скорости перемещения поавиж ного элемента (соответственно, мапыё ЭЛС),малое сопротивление секдий, подключаемых к каждой паре щеток, питающее напряжшгае обмотки якоря .не- велико. Так, для экспериментального образца усилием 24О Н, при скорости 0,5 м/с, токе секдий 1,56 А, суммарном токе якqpя (прохоаящем по статора) 13,7 А, напряжете обмотки равно 12 В. Плавное регушфовеь ние скоросш в широком диапазсже и реверс в налЕравлении перемещения ДВ11ь гателя обеспечиваются методами, используемыми в сиетемах-sneKTpontJH-r водов с вращающимися электрическими двигателями постоянного тока.

ot&r

rbifj

1. ЛИНЕЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий соешшешгую через бпок щеточных контакт тов с копгеектором обмотку, якоря, плоский зубчатый инцуктор и обмотку возбужае,ния, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции путем совмещения коллектора и инцукто-., ра, коппекторные пластины оцной полярности выполнены из немагнитного злекрропровоциого материала и распопожета в пазах плоского дубчатого инс1уктора, магнитные зубцы которого являются коп лекторными пластинами сфугой полярности, причем все коллекторные пластины имеют ширину, равную ширине расчетной полюсной цуги, и изолированы одна от аругой изоляционными проклааками шириной

Г/

7

//

5 7/ 5

0«af

W oGStr

ГЗП tMa.ia.i

fFR

.

Чг - . В

А/