Линейный цилиндрический асинхронный двигатель Советский патент 1993 года по МПК H02K41/25 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к линейным электрически приводам, и предназначено для использования в системах автоматического регулирования.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей управляемого цилиндрического линейного асинхронного двигателя.

Предлагаемый электродвигатель изображается чертежами, где на фиг. 1 показана конструкция двигателя; на фиг, 2 приведен возможный вариант исполнения катушки управления; на фиг. 3 показано расположение обмоток в пределах одного полюсного деления в зависимости от числа пар полюсов в случае размещения обмоток управления в разных пазах и при общем количестве пазов Z 24; на фиг. 4 - схема соединения обмоток электродвигателя в

случае Z 24 и числа пар полюсов р 3, при размещении обмоток управления в разных пазах; на фиг. 5 приведены структурные схемы автоматизированных электроприводов с использованием управляемых ЦЛАД; на фиг. 6 показана схема размещения обмоток управления в общих пазах.

Предлагаемый электродвигатель имеет два варианта исполнения. В первом варианте его цилиндрический индуктор 1 состоит из дисковых катушек 4 по одной в каждом пазу, отделенных друг от друга дисковыми шихтованными магнитопроводами 3, имеющими боковые соединения 5, выполненные из пластин стали (фиг. 1, вид по А-А), Обмотка возбуждения занимает половину каждого полюсного деления г индуктора. На второй половине чередуются обе обмотки управления ОУт и ОУ2 таким образом, чтобы машина сохраняла пространственную симметрию. Однако, как видно из фиг. 3, такое исполнеел

с

00

о о

СЛ

о

00

ние может быть осуществлено только для определенного числа пазов, приходящихся на полюсное деление, поскольку для остальных симметрия нарушается. Однако достоинствами данного варианта являются простота конструкции и возможность его получения из обыкновенного линейного двигателя без особого конструктивного изменения (фиг. 4).. .

Для устранения вышеуказанного недостатка предлагается второй вариант, в котором обмотки управления выполнены в виде двух изолированных друг от друга спиральных катушек, расположенных в общих пазах (фиг. 2). В данном случае выбор длины полюсного деления при заданном числе является более широким.

Пространственная симметрия размещения обмоток управления 1 и 2 в пределах половины полюсного деления г по первому варианту достигается лишь в случае/ если число пазов четное.

Во втором варианте такое условие не требуется, так как каждый паз содержит две изолированные друг от друга спиральные .катушки, одна из которых относится к первой OYi, а другая ко второй АУ2. Для выравнивания сопротивления обмоток ОУ1 и ОУа (при одинаковом сечении проводников) предлагается осуществлять их электриче- ское соединение так, как изображено на фиг. 6, т.е. в одном пазу наружный слой спирали относится к обмотке управления OVi, а в следующем пазу наоборот к этой обмотке принадлежит внутренний слой и т.д..

В обоих вариантах вторичный элемент 2 представляет собой стальную трубу с медным покрытием или без него.

Работа двигателя предлагаемой конструкции заключается в следующем.

Сигналы, поступающие в обмотки управления, создают пульсирующие магнитные поля. Последние, взаимодействуя с полем обмотки возбуждения, создают два бегущие поля с соответствующими амплиту- дами и направляем перемещения. Во вторичном элементе эти поля наводят ЭДС и вторичные токи. В результате взаимодействия бегущих полей индуктора с токами, наведенными во вторичном элементе, образуются электромагнитные усилия, результирующее которых направлено в сторону перемещения поля с наибольшей амплитудой, если направления перемещения полей противоположны. В случае, когда направления движения бегущих полей совпадают, усилия действуют согласно. Таким образом, предлагаемый двигатель позволяет непосредственно осуществить сложение

или вычитание двух сигналов без использования специального суммирующего устройства, в результате чего образуется тяговое усилие для перемещения рабочего органа в

требуемом направлении.

Для данного двигателя характерны три режима работы, причем во всех этих режимах обмотка возбуждения включена посто-. янно.

0 Первый режим - отсутствуют сигналы на обеих обмотках управления, в машине существует лишь пульсирующее поле возбуждения, поэтому вторичная часть находится в неподвижном состоянии.

5 Второй режим - напряжение управления подается к одной обмбтке управления, т.е. двигатель работает как обыкновенный двухфазный управляемый асинхронный двигатель. Это означает, что поскольку про0 водники каждой фазы размещены в пределах половины полюсного деления и токи в них сдвинуты по фазе, то в воздушном зазоре машины образуется бегущее магнитное поле, картина которого изменяется в зави5 симости от амплитуды и фазы сигнала управления, что в свою очередь вызывает изменение характеристик двигателя. Тем самым достигается его управление.

Третий режим - наличие сигнала на обе0 их обмотках управления. В этом случае работа двигателя (направление движения, пусковое усилие, скорость) будет зависеть от соотношения и знаков сигналов.

.Предложенный электродвигатель прост

5 по конструкции, не имеет принципиальных ограничений по мощности и обладает хорошей управляемостью. Благодаря этому его можно применять в автоматизированных электроприводах с аозвратно-поступатель0 ным движением органов.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Линейный цилиндрический асинхронный двигатель, содержащий индуктор с обмоткой управления в виде дисковых кату5 шек, соединенных по двухфазной схеме со

сдвигом на половину полюсного деления, и

концентричный им вторичный элемент, отл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повыше4 ния надежности и расширения эксплуатаци0 онных возможностей, он снабжен дополнительной обмоткой управления, витки чередуются с витками первой обмотки управления.

2. Двигатель по п. 1,отличающийся 5 тем, что на одной половине каждого полюсного деления индуктора размещена обмотка возбуждения, а на второй половиче размещены обе обмотки управление, причем вторая обмотка управления выполнена в виде дисковых катушек, чередующихся с

дисковыми катушками первой обмотки управления, при этом число пазов, занятых обеими обмотками управления, равно числу пазов, занятых обмоткой возбуждения.

- 3. Двигатель по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что обе обмотки управления размещены в общих пазах в виде двухслойных изолированных спиральных катушек.

Использование: в системах автоматического регулирования. Сущность изобретения: индуктор двигателя состоит из дисковых катушек, по одной в каждом пазу, отделенных друг от друга дисковыми магни- топроводами. Обмотка возбуждения занимает половину каждого полюсного деления индуктора. На второй половине чередуются обе обмотки управления OVi и ОУ2 таким образом, чтобы машина сохраняла пространственную симметрию. Таким образом осуществляется сложение или вычитание двух управляющих сигналов без использования специального суммирующего устройства. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

У/П i/nil/ffllti

tnniinnj./iiiiiiintn mil /tlrrrtnj fiim

777 If /I f f/ f /f / /1 f// It ///ill/ ////// /f fff ft

OB

i г i г i. 2 . oat

o&

f.i / f //f/t//

Фиг. 2

оь

(

0У

Фие.3

сое

d)

ОС

Us

COCЈ)

ОС

u

AC

Й/г5

г)