Линейный электродвигатель Советский патент 1993 года по МПК H02K33/02 

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к электрическим двигателям с возвратно-поступательным перемещением якоря, и может быть использовано в регулируемых электроприводах, например исполнительных органах рабочих механизмов.

Цель изобретения - увеличение тягового усилия и снижение потребляемой мощности на единицу массы.

Линейный электродвигатель изображен, на чертеже и содержит корпус 1, содержащий статор тягового электромагнита вперед 2, статор тягового электромагнита назад 3, статор промежуточного электромагнита 4, стержень 5, установленный в подшипниках 6, постоянный магнит 7, пружину 8. На сердечники тяговых электромагнитов 2 и 3 надеты проводящие гильзы 9, а торцы полюсов статоров тяговых электромагнитов 2 и 3 статора промежуточного электромагнита 4 и постоянного магнита 7 имеют резиновые покрытия 10. Статор тягового электромагнита вперед 2 содержит катушку 11, имеющую ось намотки 12 и линии магнитного потока 13; статор тягового электромагнита назад 3 содержит катушку 14, имеющую ось намотки 15 и линии магнитного потока 16; статор промежуточного электромагнита 4 содержит катушку 17, имеющую ось намотки 18 и линии магнитного потока 19; постоянный магнит 7 имеет линию магнитного потока 20. Линии магнитных потоков 19. 20 проходят в ферромагнит- ных пластинах 21, 22, разделенных немагнитной прокладкой 23 стержня 5,

Двигатель работает следующим образом.

При отсутствии токов в катушках 11, 14, 17 статоров электромагнитов 2...4 стержень 5 фиксируется, вследствие его притяжения к полюсам постоянного магнита 7. Для осуществления движения вперед одновременно подают токи в катушки 11 и 17 статоров электромагнитов 2 и 4. При этом электромагнитная сила действует сначала на стержень 5, которая преодолевает силу притяжения постоянного магнита 7, в результате чего стержень 5 притягивается к полюсам статора электромагнита 4. Это опережение имеет место вследствие того, что сердечник статора электромагнита 2 содержит проводящую гильзу 9, а силовое действие статора электромагнита 2 поэтому имеет некоторую задержку во времени по сравнению с силовым действием статора электромагнита 4 (из-за протекания вихревых токов в гильзе 9). Таким образом, спустя доли секунды, статор электромагнита 4, отжимаемый пружиной 8, притягивается к полюсам статора электромагнита 2, а стержень 5, вместе со статором электромагнита 4, перемещается на один шаг вперед. При одновременном отключении токов в катушках 11 и 17 статоров электромагнитов 2 и 4 первым отпускается стержень 5, который тут же притягивается постоянным магнитом 7. а затем „вследствие протекания вихревых токов в переходном процессе по телу гильзы

9, от полюсов статора тягового электромагнита вперед 2 отпускается статор промежуточного электромагнита 4;последний при этом переходит в исходное положение. При последующей подаче токов в катушки 11 и

17 статоров электромагнитов 2, 4 и затем их отключения весь процесс повторяется, а стержень 5 делает еще один шаг вперед. Резиновые покрытия 10 выполняю функции амортизаторов: практически исключают

шум, уменьшают размагничивание постоянного магнита (вследствие отсутствия ударов), снижают вибрации деталей двигателя, увеличивают силу сцепления статора 4 и стержня 5 при действии рабочих нагрузок.

При необходимости осуществления движения стержня 5 назад многократно, одновременно включают, а потом одновременно отключают катушки 14, 17 статоров электромагнитов 3,4 и промежуточного. Число многократно подаваемых импульсов тока в катушки 11, 17 статоров электромагнитов 2 и 4 или катушки 14, 17 статоров электромагнитов 3 и 4 определяет величину хода стержня 5 вперед назад. Скорость стержня 5

зависит от числа импульсов тока в катушках 11,17 или 14, 17 за единицу времени.

Использование линейного электродвигателя позволяет получить экономический эффект, который обусловлен снижением материалоемкости двигателя и экономией электроэнергии.

Формула изобретения

Линейный электродвигатель, содержащий тяговые электромагниты вперед и назад, статор промежуточного электромагнита и стержень, отличающийся

0 тем, что, с целью повышения тягового усилия и снижения потребляемой мощности на единицу массы, он снабжен постоянным . магнитом, размещенным по другую сторону стержня, выполненного из двух ферромаг5 нитных пластин, разделенных немагнитной прокладкой от статора промежуточного электромагнита, являющегося общим якорем для статоров тяговых электромагнитов, сердечники которых снабжены проводящими гильзами, причем оси катушек статоров

промежуточного и тяговых электромагнитов продольная ось стержня параллельна оси расположены взаимно перпендикулярно, а катушек тяговых электромагнитов.

Использование: в регулируемых электроприводах. Сущностб изобретения: при отсутствии тока в катушках 11, 14, 17 электромагнитов 2-4 стержень 5 фиксируется постоянным магнитом 7. Для движения вперед подается напряжение одновременно в катушки 11, 17, в результате чего стержень 5 притягивается к полюсам электромагнита 4, а затем за счет проводящей гильзы 9 статора 4 притягивается к полюсам электромагнита 2, а стержень 5 вместе с электромагнитом 4 перемещается на один шаг вперед. При одновременном отключении токов в катушках 11, 17 система приходит в исходное положение. 1 ил.