Линейный шаговый электродвигатель Советский патент 1991 года по МПК H02K41/03 

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным шаговым двигателям, и может быть использовано, в частности, для нанесения защитных покрытий на внутреннюю поверхность труб.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей.

На чертеже показан электромагнитный линейный шаговый двигатель и схема его подключения к инвертор-коммутатору и импульсному генератору, осевой разрез.

Двигатель содержит ферромагнитную направляющую в виде трубы 1, контактирующие с нею выполненные кольцевыми электромагнитный фиксатор 2 с осевым каналом 3, обмоткой 4 и пружиной 5, электромагнитный фиксатор 6 с осевым каналом 7, обмоткой 8 и пружиной 9, электромагнитный фиксатор 10 с осевым каналом 11 и обмоткой 12. С электромагнитным фиксатором 10 жестко скреплены тяговые электромагниты 13 и 14с обмотками соответственно 15 и 16, размещенные на втулках 17 и 18с возможностью осевого перемещения. Втулки 17,18 жестко соединены с электромагнитными фиксаторами: втулка 17 - с фиксатором 2, а втулка 18 - с фиксатором 6. На сферических поверхностях втулок 17 и 18 свободно размещены ферромагнитные якори 19 и 20, контактирующие с пружинами 5 и 9. Электромагнитные фиксаторы 2 и 6 жестко соединены между собой с помощью полого стержня 21, гаек 22 и 23 и контргаек 24 и 25. В кольцевом пространстве между стенками осевых каналов 3, 7 и 11 и полым стержнем 21 размещены электрические провода, соединяющие обмотки двигателя с импульсным, генератором 26 и инвертор-коммутатором 27. Первый выход импульсного генератора 26 соединен с входом обмотки 15 тягового электромагнита 13, второй выход- с входом обмотки 16 тягового электромагнита 14.0 б- щий вход соединен с выходом обмоток 8 и 12 электромагнитных фиксаторов 6 и 10. Если предлагаемый двигатель использовать для обработки внутренней поверхности труб, то ферромагнитная труба используется в качестве ферромагнитной направляющей.

Линейный шаговый электродвигатель работает следующим образом.

К одному концу полого стержня 21 подсоединяют рукав для подвода рабочей жидкости, а к другому - исполнительное устройство для обработки внутренней поверхности трубы 1. Инвертор-коммутатор 27

переводят в положение Вперед и включают импульсный генератор 26. При этом положительный импульс с первого выхода импульсного генератора 26 поступает на вход обмотки 15 тягового электромагнита

13, затем с выхода обмотки 15 через инвертор-коммутатор 27 и обмотки 4 и 8 электромагнитных фиксаторов 2 и 6 на общий вход генератора 26. При этом электромагнитные фиксаторы прочно примагничиваются к

стенке трубы 1, а электромагнитный фиксатор 10 вместе с тяговыми электромагнитами 13 и 14 перемещается вперед в результате взаимодействия ферромагнитного якоря 19 с магнитным полем тягового электромагнита 13. Очередной импульс тока поступает с второго выхода импульсного генератора 26 на вход обмотки 16 и далее через инвертор- коммутатор 27, обмотку 12 на общий вход генератора 26. На время длительности второго импульса тока обмотки 4,8 и 15 обесточиваются. Электромагнитный фиксатор 10 примагничивается к стенке трубы.

Вследствие взаимодействия ферромагнитного якоря 20 с магнитным полем тягового электромагнита 14 электромагнитные фиксаторы 2 и 6 вместе с пустотелым стержнем 21 перемещаются вперед. Затем описанный цикл повторяется до прохода двигателем заданного .расстояния внутри

трубы. После этого инвертор-коммутатор 27 переводят в положение Назад, включают подачу рабочей жидкости по полому стержню 21 к исполнительному устройству. Теперь импульсный генератор 26 питает

обмотки в другой последовательности: с первого выхода генератора 26 последовательно через обмотку 15, инвертор-коммутатор 27, обмотку 12 - на общий вход

генератора 26. Последующий импульс поступает с второго выхода генератора 26 на обмотку 16, инвертор-коммутатор 27 и обмотки 4 и 8 - на общий вход генератора, чтд обеспечивает движение двигателя в обрат- ном направлении.

Пружины 5 и 9 обеспечивают увеличение длины шага двигателя и надежность его работы, потому что один край ферромагнитных якорей 19 и 20 удерживается пружина- ми в непосредственной близости к полюсам тяговых электромагнитов.

Скорость передвижения двигателя в прямом и обратном направлениях регулируется изменением частоты импульсов тока, вырабатываемых импульсным генератором. Это необходимо для приведения в соответствие расхода подаваемой жидкости и скорости движения двигателя с целью обеспечения сплошности обработки внут- ренней поверхности труб.

Формула изобретения

Линейный шаговый электродвигатель, содержащий ферромагнитную направляющую, контактирующие с нею первый и вто- рой электромагнитные фиксаторы, два тяговых электромагнита с обмотками управления, жестко связанных между собой и с вторым электромагнитным фиксатором,

ферромагнитный якорь, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, расширения эксплуатационных возможностей, он дополнительно снабжен третьим электромагнитным фиксатором, установленным с возможностью осевого перемещения относительно тяговых электромагнитов, вторым ферромагнитным якорем и полым стержнем и втулками с внешними выпуклыми поверхностями, ферромагнитная направляющая выполнена в виде трубы, охватывающей все остальные элементы, электромагнитные фиксаторы и тяговые электромагниты выполнены в виде кольцевых катушек, внутри которых размещен полый стержень, жестко соединяющий первый и третий электромагнитные фиксаторы, а оба ферромагнитных якоря выполнены в виде дисков, подпружиненных относительно первого и третьего электромагнитных фиксаторов, и установлены на выполненной выпуклой поверхности втулок, установленных с возможностью осевого перемещения на полом стержне и жестко соединенных одна с первым, а другая с третьим электромагнитными фиксаторами, тяговые электромагниты с вторым фиксатором установлены с возможностью осевого перемещения относительно втулок.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным шаговым двигателям, и может быть использовано для нанесения защитных покрытий на внутреннюю поверхность труб. Цель изобретения состоит в повышении надежности и расширении функциональных возможностей. Двигатель содержит ферромагнитную направляющую в виде трубы 1, контактирующие с ней электромагнитный фиксатор 2 с осевым каналом 3, обмоткой 4 и пружиной 5, электромагнитный фиксатор 6 с осевым каналом 7, обмоткой 8 и пружиной 9, электромагнитный фиксатор 10 с осевым каналом 11 и обмоткой 12. С фиксатором 10 жестко скреплены тяговые электромагниты 13 и 14 соответственно с обмотками 15 и 16, размещенные на втулках 17 и 18 с возможностью осевого перемещения. Втулки 17, 18 жестко соединены с фиксаторами 2 и 6, на выпуклых поверхностях втулок 17, 18 свободно размещены ферромагнитные якори 19 и 20, контактирующие с пружинами 5 и 9. Фиксаторы 2 и 6 жестко соединены между собой с помощью пустотелого стержня 21. При поступлении импульса на обмотку 15 тягового электромагнита 13 и обмотки 4, 8 фиксаторов 2, 6 последние примагничиваются к стенке трубы 1 и фиксатор 10 вместе с тяговыми электромагнитами 13 и 14 перемещаются вперед в результате притяжения якоря 19. При поступлении импульса тока в обмотку 16 и обмотку 12 фиксатор 10 примагничивается к стенке трубы 1, а якорь 20, притянувшись к тяговому электромагниту 14, перемещает фиксаторы 2 и 6 вперед. Скорость перемещения в прямом и обратном направлениях регулируется изменением частоты импульсов тока. 1 ил.