Линейный электродвигатель постоянного тока Советский патент 1985 года по МПК H02K41/35 

11 Изобретение относится к электротехнике, в частности, к электроприводам, применяемым для перемещения тонармов в устройствах записи и воспроизведения информации. Цель изобретения - повышение равномерности развиваемого тягового усилия и уменьшение массы. На фиг.1 изображен электродвигатель с двумя стержнями магнитопровода статора; на фиг. 2 - пути замыкания магнитного потока в двигателе с двумя стержнями; на фиг. 3- электродвигатель с тремя стержнями магнитопровода статора; на фиг. 4 - пути замыкания магнитного потока в двигателе с тремя стержнями магнито.провода. Линейный электродвигатель содержит два стержня 1 и 2, соединенные друг с другом магнитопроводящими участками 3 и 4, идущими от боковой стороны конца первого стержня 1 к бо ковой стороне начала второго стержня 2 и от начала боковой стороны пер вого 1 к боковой стороне конца второ го стержня2. Обмотка якоря 5 равномерно намота на на каждом стержне, причем витки, той обмотки охватывают каждый из стержней. Намотка выполнена таким образом, что на обращенных друг к др гу поверхностях стержней направление токов оказывается одинаковым. Между стержнями расположен постоянньш магнит 6, обращенный своими полюсами к стержням.. Магнит может удерживаться от боко вых и вертикальных перемещений с помощью охватывающей его рамки на роли ках, опирающихся на магнитопроводящие участки 3 и 4 (рамка и ролики на фиг. 1 и 2 не показаны). Для удобства выполнения и сборки двигателя магнитопроводящие участки 3 и 4 могут быть выполнены прикрепленными к стержням с помощью ви тов или магнитного клея после намот ки обмоток и установки постоянного магнита. . Конструкция двигателя обеспечива полную симметрию и замкнутость магнитопррвода статора, исключение дополнительных магнитных масс на торцах по ходу движения магнита. При этом независимо от положения магнит сопротивление магнитному потоку ост ется неизменным. При неравенстве ви 32 ков на стержнях появляется уравнительный поток в замкнутом контуре, выравнивающий общую МДС и обеспечивающий постоянство индукции между стержнями. Так как поток постоянного магнита (на фиг. 1 и 2 путь потока показан пунктиром), входя в стержень, разветвляется на две равные части, одна из которых поворачивает в одну сторону, а другая в другую,, то сечение стержня рассчитывается на половину магнитного потока, т.е. может быть выбрано вдвое меньшим по величине. На фиг. 3 показан электродвигатель с тремя стержнями магнитопровода статора (третий стержень 8), несущими на себе обмотку. Подвижная часть этого двигателя выполнена в виде двух постоянных магнитов 6 и 7, расположенных между стержнями 1 и 2, 1 и 8 и обращенных полюсами одной и той же полярности к центральному стержню. Магниты могут удерживаться от боковых вертикальных перемещений с помощью охватывающих их рамок на роликах, опирающихся на магнитопроводящие участки 3 и 4 (рамки и ролики не показаны). Для удобства выполнения и сборки двигателя магнитопроводящие участки 3 и 4 могут быть выполнены прикрепленными к стержням с помощью винтов или магнитного клея после намотки обмоток и установки постоянных магнитов. Конструкция двигателя обеспечивает полную симметрию и замкнутость магнитопровода статора, исключение дополнительных магнитных масс на торцах по ходу движения магнитов. При этом независимо от положения магнитов сопротивление магнитному потоку остается неизменным. При неравенстве витков на стержнях появляется уравнительный поток в замкнутом контуре, выравнивающий общую МДС и обеспечивающий постоянство индукции между стержнями. Двигатель работает следующим образом. . При наличии тока в обмотке создается тяговое усилие F 4wBbI, где В - магнитная индукция, созданная постоянными магнитами в зазорах между магнитами 7 и 6 и стержнями 1, 2 и 8; b - ширина стержня (магнита) в направлении, перпендикуляр ном движению; I - сила тока в проводнике обмот ки; W --число витков на участкестер магнита. . Под действием тягового усилия магнит перемещается, перемещая скрепленньй с ним исполнительный орган. Полная симметрия магнитопровода, его замкнутость по статору и отсутствие дополнительных магнитных масс создают условия для постоянства тягового усилия, независимо от положения магнитов, Уменьшение сечения стержня, меньшая длина витка определяют снижение общей массы и электропотребления двигателя на единицу развиваемого тягового усилия. Наличие двух постоянных магнитов позволяет при одном и том же общем ; 1агнитном потоке уменьшить вдвое осевую длину магнита. Соответствующим образом на величину уменьшения осевой длины магнита увеличивается длина хода двигателя. Уменьшенное поперечное сечение магнитопроводящих участков 3 и 4 позволяет снизить влияние боковых потоков рассеяния и тем самым повысить равномерность тягового усилия.

@@®@® @ с 37 Н с

ff)fflff)()

00®®®®®®(С 5®®®®0

L

. 2

1. ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий магнитопроврд статора, выполненный в виде двух параллельных стержней, соединённых двумя магнитопроводящими участками и охваченных витками распределенной обмотки, и подвижный расположенньй между стержнями постоянный магнит, полюса которого обращены к стержням магнитопровода, отличающийся тем, что, с цельно уменьшения массы и повышения равномерности развиваемого тяглового усилия, один магнитопроводящий участок соединяет боковую сторону конца первого стержня магнитопровода ста- , тора с боковой стороной начала второго, а другой магнитопроводящий участок - боковую сторону начала первого стержня магнитопровода статора с боковой стороной конца второго. 2. Электродвигатель по п. 1, о тличающийся тем, что, с целью увеличения длины хода, он снабжен третьим стержнем с охватывающей его обмоткой и расположенным параллельно первым двум, вторым подвижным постоянным магнитом, распоI ложенным между третьим и соседним с ним стержнем, и двумя магнитопроводящими участками, один из которых соединяет боковую сторону начала третьего стержня с боковой стороной конца соседнего стержня, а второй боковую сторону конца третьего стержня с боковой стороной начала соседнего стержня, при этом подвижные 00 00 00 постоянные магниты обращены полюсами одной и Той же полярности к среднему стержню. со