Электрический двигатель возвратно-поступательного движения Советский патент 1986 года по МПК H02K33/02 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электротехническим двигателям возвратно-поступательного движения, и может быть использовано в различных технологических устройствах в качестве исполнительного двигателя.

Целью изобретения является упрощение конструкции, увеличение КПД и увеличение быстродействия электри- ческого двигателя возвратно-поступательного движения.

На чертеже схематично представлена конструкция электрического двигателя возвратно-Поступательного движения ,

Электрический двигатель содержит неподвижный цилиндрический индуктор включающий магнитопровод, состоящий из ярма 1 и полюсов 2, и обмотку 3. Концентрично внутри индуктора расположен якорь, содержащий магнитопровод 4 и короткбзамкнутую обмотку 5, в виде диска. Концентричное расположение и перемещение якоря внутри индуктора может обеспечиваться, например, немагнитной цилиндрической втулкой, расположенной в зазоре между якорем и индуктором (не показана) ,

Торец магнитопровода, к которому примыкает диск, размещен в пределах аксиального размера обмотки индуктора, при этом аксиальный размер диска не превышает суммарной величины ак- сиального размера полюса магнитопро- вода и величины выступания обмотки индуктора в осевом направлении за торец магнитопровода якоря, величина выступания обмотки индуктора в осевом направлении за торец магнитопровода якоря не превышает половины аксиального размера обмотки индуктора, а аксиальный размер части магнитопровода якоря, выступающей за пределы магнитопровода индуктора со стороны, противоположной месту размещения диска, равен величине хода якоря.

Двигатель работает следующим образом.

При протекании импульса тока по обмотке 3 индуктора магнитный поток Ф, созданный этим током, проходя по магнитопроводу индуктора и якоря, замыкается через короткозамкнутую обмотку 5 якоря и по закону электромагнитной индукции индуктирует в ней

ток,противоположлый по знаку току в обмотке индуктора. В результате этого возникает электромагнитное усилие F.

Выполнение короткозамкнутой обмотки в виде диска позволяет уменьшить ее активное сопротивление, что обеспечивает наведение в ней большего тока при этом же токе возбуждеНИЛ, а следовательно, и получение большего электромагнитного усилия, которое в двигателях индукционно- динамического типа пропорционально произведению токов обмотки индуктора

и короткозамкнутой обмотки и следовательно повышение КПД и быстродействия двигателя.

Ограничения на размеры элементов предлагаемого двигателя выбирались

из условий обеспечения высоких КДЦ И быстродействия.

Так,, например, аксиальньш размер части магнитопровода якоря, вы- ступающей в исходном положении за

пределы магкитопровода индуктора, выбран равньгм величине хода якоря из условия обеспечения наиболее полного энергопреобразования при минимизации массы якоря. Уменьшение этого размера вызывает в конце хода . якоря появление дополнительного зазора между магнитопроводами и возникновение тормозного электромагнитного усилия, а увеличение приводит к наличию лишней части магнитопровода, не

участвующей ни в какой момент времени работы диигателя в электромеханическом преобразовании энергии (так как магнитный поток при любом положении якоря не проходит по этой части), а лишь увеличивающей массу якоря, что снижает прежде всего быстродействие двигателя.

Аксиальный размер диска не превышает суммарной величины аксиального

размера полюса магнитопровода и величины выступания обмотки индуктора в осевом направлении за торец магнитопровода якоря.

Если аксиальный размер диска бу- дет больше рекомендуемого, то в исходном положении якоря часть диска будет находиться вне магнитопровода индуктора. Через эту выступающую за .пределы магнитопровода индуктора часть диска не будет проходить маг- нитньм поток и следовательно в ней не будет наводиться ток. Эта часть диска не будет участвовать в электромеханическом преобразовании энер гии и будет являться балластной частью, увеличивающей массу якоря,что в свою очередь будет уменьшать быстродействие и КПД двигателя.

Для увеличения КПД и быстродейст- .вия двигателя необходимо, чтобы величина выступания обмотки индуктора в осевом направлении за торец магни-г топровода якоря не превышала половины аксиального размера обмотки индуктора. Это объясняется тем, что при взаимодействии магнитного потока обмотки индуктора с магнитным потоком части диска якоря, расположенной спереди (по отношению к направлению движения якоря) от плоскости осевой симметрии обмотки индуктора (т.е. плоскости, перпендикулярной направлению движения якоря и проходящей через середину обмотки индуктора) возникает усилие, направленное в сторону желаемого перемещения (на чертеже вправо), т. е. ускоряющее усилие.Есл часть короткозамкнутой обмотки располагается по зади этой плоскости, то взаимодействие потоков этой части короткозамкнутой обмотки с потоком обмотки индуктора создает усилие, направленное навстречу предыдущему, т. е. тормозное. Тормозное усилие тем больше, чем больше часть диска, расположенная позади плоскости осевой симметрии бмотки индуктора .

Редактор Н.Горват

Составитель С.Венгржановская

Техред И,Попович Корректор И.Муска

Заказ 1959/54 Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения Электрический двигатель возвратно-поступательного движения, содержащий неподвижный индуктор с полюсами, состоящий из цилиндрического магнито- провода,Б кольцевом пазу которого, открытом внутрь, размещена обмотка, и соосно расположенный внутри индуктора подвижный якорь, состоящий из цилиндрического магнитопрвода и корот козамкнутой обмотки, внещний диаметр которой равен внешнему диаметру магнитопровода якоря, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, увеличения КПД и бь стродействия, короткозамкнутая обмотка выполнена в виде диска и жестко закреплена на торце магнитопровода якоря, упомянутый торец магнитопровода якоря размещен в пределах аксиального размера обмотки индуктора, при этом аксиальный размер диска не превьш1ает суммарной величины аксиального размера полюса магнитопровода и величины выступания обмотки индуктора в осевом направлении за торец магнитопровода якоря, величина выступания обмотки индуктора в осевом направлении за торец магнитопровода якоря не превышает, половины аксиального размера обмотки индуктора, а аксиальный размер части магнитопровода якоря, выступающей за пределы магнитопровода индуктора со стороны, противоположной месту размещения диска, равен величине хода якоря.

Изобретение относится к электромашиностроению и направлено на упрощение конструкции, увеличение КПД и увеличение быстродействия двигателя возвратно-поступательного движения. Магнитопровод цилиндрического индуктора двигателя включает ярмо 1, / полюса 2 и обмотку 3. Внутри.индуктора концентрично расположен якорь, содержащий магнитопровод 4 и коротко- замкнутую обмотку 5 в виде диска. Торец магнитопровода, к которому примыкает диск, размещен в пределах аксиального размера обмотки индуктора, при этом аксиальный размер диска не превышает суммарной величины аксиального размера полюса магнитопровода и величины выступания обмотки индуктора в осевом направлении за торец магнитопровода якоря. Выполнение короткозамкнутой обмотки в виде диска приводит к уменьшению ее активного сопротивления, что обеспечивает на- веделие в ней большего тока при том же токе возбуждения и, следовательно, получение большего усилия, повышение КПД и быстродействие двигателя. 1 ил. i (Л Ф ND to 41 CD Ф