Линейный электродвигатель Советский патент 1992 года по МПК H02K41/02 H02K33/02 F16D37/02 

Изобретение относится к электрическим двигателям возвратно-поступательного движения и может быть использовано в электроприводах перемещения исполнительных органов рабочих механизмов.

Известен линейный электродвигатель, содержащий магнитную систему с полюсами из постоянных магнитов, обмотку и зажимное устройство в виде гофрированной ленты.

Недостатками такого двигателя являются низкий КПД вследствие замыкания магнитного потока по воздуху, что предполагает использование дорогостоящих магнитов, сложность изготовления захвата из гофрированной ленты, необходимость точной сборки при изготовлении для обеспечения надежной работы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электродвигатель, содержащий цилиндрический магнитолровод с обмоткой, внутри которого соосно расположены с возможностью перемещения вдоль оси ферромагнитная втулка и стержень, между которыми засыпана ферромагнитная дробь.

Недостатком этого устройства является невысокая надежность вследствие того, что при заходе конца стержня за крайние пробки дробь высыпается и двигатель будет неработоспособен, ограничена сфера применения в случае выполнения стержня из немагнитного материала, а также невозможность его использования для горизонтального перемещения.

Цель изобретения - повышение надежности при эксплуатации двигателя,

Цель достигается тем, что линейный электродвигатель, содержащий цилиндрический магнитопровод с обмоткой, внутри которого соосно расположены с возможностью перемещения вдоль оси ферромагнитная втулка и стержень, между которыми засыпан ферромагнитный наполнитель, снабжен дополнительной немагнитной втулкой, расположенной между ферромагнитным наполнителем и стержнем, и имеющей продольные разрезы, образующие систему лепестков, соединенных на одном конце. При этом может быть установлена возвратная пружина, расположенная между цилиндрическим магнитопроводом и ферромагнитной втулкой.

Благодаря тому, что установлена дополнительная немагнитная втулка, расположенная между ферромагнитным наполнителем и стержнем, в случае выхода стержня за пределы магнитопровода ферромагнитный наполнитель не будет высыпаться, причем, вследствие наличия

продольных разрезов образующих закрепленную на одном конце немагнитной втулки систему лепестков при подаче напряжения образующееся магнитное поле прижимает

лепестки к стержню в результате образуется соединение подвижной части двигателя и стержня, даже в случае выполнения последнего из немагнитного материала,

Кроме того, при установлении пружины

0 между цилиндрическим магнитопроводом и немагнитной втулкой обеспечивается возможность использования двигателя для горизонтального перемещения стержня.

На фиг. 1 изображен линейный электро5 двигатель; на фиг. 2 и 3 - лепестковый за- Хим; на фиг. 4 - вариант реверсивного исполнения двигателя.

Двигатель содержит цилиндрический магнитопровод 1, е котором расположена

0 обмотка 2 и фланец 3, выполненный из ферромагнитного материала, между ферромагнитной втулкой 4 и магнитопроводом 1 расположена возвратная пружина 5, а между стержнем 6 и ферромагнитным наполни5 телем 7, засыпанным в ферромагнитную втулку 4, находится немагнитная втулка 8.

На фиг. 2 и 3 показана немагнитная втулка 8, представляющая собой полый конус с продольными разрезами, образующи0 ми на одном конце систему лепестков. Величина зазоров между лепестками выбирается исходя из размеров используемого ферромагнитного наполнителя, исключая возможность высыпания из подвижной час5 ти,

На фиг. 4 представлен вариант реверсивного исполнения двигателя, осуществленный двумя двигателями с цилиндрическими магнитопроводами 1 и 9

0 с обмотками 2 и 10, расположенными бстречно. Для стабилизации положения в момент отключения двигателей с магнето- проводами 1 и 9 от сети используется фиксирующее устройство 11.

5 Двигатели работают следующим образом.

При подключении обмотки 2 к источнику постоянного тока создается магнитный поток, замыкающийся по цилиндрическому

0 магнитопроводу 1, ферромагнитной втулке 4 и ферромагнитному наполнителю 7. Возникает электромагнитная сила, под воздействием которой ферромагнитные втулка 4 и дробь 7 притягиваются к магнитопроводу 1.

5 Причем в результате воздействия этой силы на наполнитель 7 сжимаются лепестки немагнитной втулки 8, обращенные к магнито- проводу 1. Тем самым образуется сцепление ферромагнитной втулки 4 со стержнем 6. При отключении двигателя от

источника тока возвратная пружина 5 приводит двигатель в исходное положение.

Двустороннее движение стержня 6 осуществляется двумя двигателями расположенными встречно, каждый двигатель реализует одностороннее передвижение. В качестве фиксирующего устройства 11 возможно применение любого зажима, например, резиновой мембраны. В случае горизонтального перемещения использование фиксирующего устройства не требуется.

Таким образом, предложенный двигатель по сравнению с прототипом обеспечивает более высокую надежность за счет оснащения двигателя дополнительной немагнитной втулкой с продольными разрезами, препятствующей попаданию ферромагнитного наполнителя на подвижной стержень и обеспечивающей сцепление подвижной ферромагнитной втулки со стержнем, а также возможность горизонтальной работы за счет расположения между подвижной втулкой и цилиндрическим магни- топроводом возвратной пружины, причем технология изготовления отдельных элементов двигателя и последующая его сборка упрощаются в результате предложенной

более простой и технологичной конструкции двигателя, позволяющей уменьшить количество составляющих элементов двигателя.

Формула изобретения

1.Линейный электродвигатель, содержащий цилиндрический магнитопровод с

обмоткой, охватывающий ферромагнитную втулку, установленную с возможностью перемещения на стержне, внутренняя полость которой заполнена сыпучим ферромагнитным наполнителем, отличающийся

тем. что, с целью повышения надежности, он снабжен дополнительной немагнитной втулкой, имеющей продольные разрезы, образующие систему лепестков, соединенных на одном конце.и установленной между

ферромагнитным наполнителем и стержнем.

2.Электродвигатель по п. 1. о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что. с целью обеспечения горизонтального перемещения стержня, он

снабжен возвратной пружиной, установленной на стержне между ферромагнитной втулкой и цилиндрическим магнитопрово- дом.

Фиг. 2

Фиг.З