Линейный синхронный двигатель Советский патент 1991 года по МПК H02K41/03 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к линейным электроприводам для наземного транспорта, конкретно для гусеничного транспорта.

Цел1иО является снижение материалоемкости и увеличение удельного тягового усилия путем наиболее полного использования активных материалов.

На фиг. 1 приведен лчнейный синхронный двигатель, общий вид; на фиг. 2-то же, поперечное сечение; на фиг.З-линейный двигатель, общий вид; на фиг.4-линейный синхронный двигатель,поперечное сечение; на фиг. 5 - схема расположения ферройстз- вок, расположенных в три ряда, схема шарнирного соединен1, .я пластин вторичной части г, ЛРУ ОН Р- эластичную гусеницу; на фи . о - эластичная гусеница с ферро- вставкани, расположенными в три ряда, вид сверху; на фиг. 7 - схема расположения ферровсгзао, расположенных в четыре ряда, окон гание ферровс.тавок в двух рядах совпадает с началом ферровставок, расположенных о дчух других рядах; на фиг. 8 - схема расположения ферровстазок, расположенных в три ряда, окончание ферро- встазок одного ряда перекрывает начало ферровставок в двух последующих рядах; на фиг. 9 - вариант конструкции обмотки возбуждения, состоящей из катушек, имеющих

одинаковое направление намотки (рэсето- йние между катушками примерно равно ширине катушки); на фиг. 10 - вариант конструкции обмотки возбуждения, состоящей из катушек, имеющих чередующееся направление намотки (катушки расположены вплотную друг к другу); на фиг, 11 - вариант конструкции многофазной обмотки, размещенной на двух магнитопроводах, направление намотки соседних катушек одной фазы многофазной обмотки и в соседних частях магнитопроводз - встречное.

Линейный синхронный двигатель (фиг. 1-11) состоит из первичной часта, включающей шихтованный магнитопровод 1, состоящий из двух или более стержней, несущих многофазную обмотку 2,и П-образиого маг- митопроводэ, состоящего из ряда расположенных в направлении движения продольных частей 3, соединенных в поперечной части шихтованными ребрами 4. Обмотка 5 возбуждения охват.ывает шихтованное ребро 4. Вторичная часть выполнена безобмоточной и состоит из нескольких ферромагнитных участков,- Ферромагнитный участок состоит из пластины 6, выполненной из немагнитного материала, и установленных на ней ферровставок 7, образукщмх один или несколько рядов. Между двумя стержнями 1 расположен один ряд ферровставок 7. Другой ряд ферровставок 7 расположен между стержнем 1 многофазной обмотки 2 л элементом 3 П-образного магнитопровода,фер- ровставки, расположенные между частями магнитопровода в два раза толще, чем остальные.

Многофазная обмотка 2 и ее магнитопровод 1 расположены внутри П-образного магнитопровода. Пластины 6 с обеих сторон в направлении движения имеют выступы и углубления, причем выступы одной пластины входят в углубления соседней пластины, образуя шарнирные соединения 8, с помощью которых пластины соединены друг с другом в эластичную гусеницу. Шихтованный магнитопровод состоит, например, из двух стержней (фиг. 1-2). Другим примером выполнения магнитопровода 1 является его исполнение из трех стержней (фиг. 4). Многофазная обмотка 2 обычно выполняется трехфазной. Другим примером изготовления этой обмотки является ее исполнение из более,чем трех фаз,

П-образный магнитопровод выполняется, например, с одним шихтованным ребром 4. Другим примером выполнения магнитопровода является его исполнение с отдельными ребрами (фиг. 1). Обмотка 5 возбуждения выполняется, например, единой, не разделенной на части (фиг. 1). Другим примером выполнения обмотки возбуждения является ее исполнение в виде трех частей (фиг. 4). Обмотка 5 возбуждения охватывает, например, единственное ребро 4. Другим примером выполнения обмотки 5 возбуждения является ее такое исполнение, когда она охватывает несколько ребер (фиг, 1). Еще одним примером выполнения обмотки возбуждения, когда она выполнена в виде отдельных катушек, причем катушки могут иметь например, одинаковое направление намотки, катушки расположены на расстоянии друг от друга, равном ширине

катушки (фиг. 9). Еще одним примером выполнения обмотки возбуждения является ее исполнение в виде отдельных катушек, причем направление намотки в соседних катушках встречное, а катушки расположены

вплотную друг к другу (фиг. 10). Пластина 6 выполнена из немагнитного материала такого, как, например, алюминиевых сплавов, нержавеющих сталей, титановых сплавов, пластических масс. Ферровставки образуют, например, три ряда (фиг. 1, 2), четыре ряда (фиг, 4) или большее число рядов. Толщина ферровстазок может быть, например, одинаковой для всех рядов (фиг. 1,2, 4 - 7). Другим примером выполнения ферровставок является такое, когда ферро- вставки, находящиеся между частями магнитопровода 1, имеют большую толщину, чем у других ферровставок, что значительно снижает насыщение в них.

Расположение ферровставок в соседних рядах может быть, например, таким, что окончание одной ферровставки совпадает с окончанием ферровставок в двух других рядах (фиг. 1, 3 и 7), Другим примером расположения ферровставок в рядах является такое, когда окончание одного ряда ферровставок заходит за начало последующего ряда (фиг. 8).

Целесообразно величину полюсного деления г многофазной обмотки выбирать равной длине ферровставки Ь, т. е. должно выполняться условие г Ь. Целесообразно также величину полюсного деления выбирать в зависимости от воздушного

зазора д между подвижными и неподвижными частями двигателя, т. е. должно выполняться условие т лд.гце д + 2 62 + (фмг. 2).

Ферровставки выполняются из магни- то-легких материалов,, таких например, как техническое железо, низкоуглеродистые стали, листовое электротехническое железо, железо-никелевый сплав (пермаллой).

Линейный синхронный двигатель работает следующим образом.

Обмотка возбуждения запитывается постоянным током, при этом возникает посто- янное магнитное поле постоянной полярности, причем один из элементов 3 приобретает полярность плюс, а другой элемент минус. Магнитный поток проходит по пути: шихтованное ребро 4, продольный элемент 3 П-образного магнитогровода, ферровставки 7, другой продольный элемент 3 П-образного магнитол роаода, шихтованное ребро 4, при этом магнитный поток намагничивает ферровставки. Многофазная обмотка 2 запитывается многофазным током (в частности, трехфазным), при этом возникает бегущее магнитное поле. Магнитные поля обмотки 2 и ферроеставок взаимодействуют друг с другом, в результате чего возникает сила тяги, увлекающая вторичную часть двигателя, а также полезный груз, связанный с подвижной частью двигателя.

В случае, когда вторичная часть выполнена в виде замкнутой гусеницы, являюшей- ся одновременно движителем объекта, объект, к которому неподвижно прикреплена первичная часть двигателя с П-образным мэгнитопроводом и обмоткой, возбуждения, начинает ускоряться. Если нз объекте установлено два линейных синхронных двигателя с разных сторон относительно центра тяжести объекта, то,управляя тягой двигателя, производится управление направлением движения объекта на плоскости. Управление скоростью и тяговым усилием двигателя произведшей регулировкой частоты и силой тока в многофазной обмотке 2 двигателя, а также регулировкой силы тока в обмотке 5 возбуждения двигателя. Управление направлением движения подвижной частью двигателя производится переключением двух фаз из трех, например, в трехфазной обмотке 2 двигателя.

Уменьшение иатериалоемкости двигателя цостигаетсч тем, что первичная часть и П-образный магнитопровод с обмоткой возбуждения выполнены неподвижными, а безобмоточная вторичная часть - подвижной, отсутствием технологических зазоров, уменьшающим количество меди в обмотках возбуждения, и снижением количества стали в магнитопроводе.

Увеличение удельного тягового усилия достигается тем, что многофазная обмотка выполнена в виде катушек, охватывающих отдельные части магнитопровода, что позволяет увеличить градиент поперечной по отношению к направлению движения ком- поненты магнитного поля, приводящий к указанному положительному эффекту. Ф.О рмула изобретения

1. Линейный синхронный двигатель, содержащий первичную часть, состоящую из ряда расположенных вдоль движения и соединенных друг с другом шихтованными элементами П-образных магнитопроводовс

безобмоточными продольными частями и поперечными частями, на которых расположены катушки обмотки возбуждения, и размещенных внутри П-образный магнитопроводов нескольких параллельных продольно расположенных шихтованных стержней с многофазной обмоткой, и безобмоточную вторичную часть, расположенную внутри первичной и состоящую из немагнитной пластины, мы которо установлены полюсообразующие ферромгги тшые вставки, рас- полохенные с гержь-ми, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости и увеличения уде; чного тяго- вою усилия путем более, полного

использования зхтапных материалов, вторичный элемент , дополнительно двумя рядами ферррй тапок, размещенных между продольными частями П-образных магнитопроводов и сгер княми и сдвинутых

относительно основных на полюсное деление, поперечные части П-об азного магнитопровода выполнэн -м хтоеанными, а многофазная обмотка ..

2. Двигатель по п. 1,отличающийся

тем, что немагнитная пластина выполнена из отдельных шарнирно соединенных друг с другом элементов.

-&/ f 2$+2S +2ft

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в линейных электроприводах для наземного транспорта. Целью изобретения является снижение материалоемкости и увеличение удельного тягового усилия путем наиболее полного использования активных материалов. Устройство состоит из первичной части, содержащей несколько шихтованных стержней с кольцевой многофазной обмоткой 2 и П-об- разный магнитопровод, включающий ряд расположенных в направлении движения продольных частей 3, соединенных поперечными шихтованными ребрами 4, на которых размещена обмотка возбуждения 5, и вторичной части, выполненной из немагнитной пластины 6, на которой установлены полюсообразующие ферровставки 7, один ряд которых размещен между стерх нямм 1, а другой ряд - s.c;.v,ay стержнями и продольными частями 3 П-образного магни- топроаоца. Прч том обе ряда смещены относительно друг руга на полюсное деление. Положительнь-й зфсвект достигается тем, что подвижней является безобмоточная вторичная час-, ь такхо уменьшением количества меди в обмо кзх и отсутствием технологических зазоров 11 ил 1 з.п.ф-лы, С

Фиг. 2

5

J 4 Ј 72 f б

W

Фиг. 4

Фиг. J

I

CVi

X

X

r

rk

M

iU

N

J

Т

h

4

Ur

ftL f

bj

CD tD

Ю

&

1

rx

riJ

r-l,

-q1

J

v

3

QI

J

«а «1ч;