Линейный синхронный электродвигатель Советский патент 1993 года по МПК H02K41/03 

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано для привода экипажей наземного транспорта на магнитном подвесе.

Целью изобретения является снижение массы индукторов и путевой части электродвигателя.

На фиг. 1 изображен вид спереди линейного синхронного двигателя; на фиг. 2 - вид сверху на путевую часть; на фиг. 3 показана работа двигателя при поперечном смещении индуктора.

Каждый индуктор содержит U-образный магнитопровод, состоящий из ярма 1, выполненного из массивной стали, шихтованного наружного стержня 2 и массивного внутреннего стержня 3. Обмотка возбуждения 4 охватывает ярмо 1. В пазы наружного стержня 2 уложена трехфазная сосредоточенная обмотка якоря 5. Длина магнитопро- вода- индуктора кратна 2 т, где г- полюсное деление обмотки якоря 5. Два индуктора закреплены на общем основании 9, при этом ярма 1 индукторов лежат в одной пло- скости, а стержни 2 и 3 лежат в плоскостях, параллельных оси симметрии двигателя. Основание 9 посредством известных механических связей подрессоривания и демпфирования крепится к экипажу транспортного средства. Путевая часть б двигателя отделена от торцевых поверхностей стержней 2 и 3 индукторов воздушным зазором д и представляет собой сегмент ферромагнитного полого цилиндра. Кривизна сегмента определяется в зависимости от требуемого значения поперечного стабилизирующего усилия. По краям сегмента имеются зубцы 7 длиной 1з, равной примерно т, и окна 8 длиной fo, также равной1/(см. фиг. 2). Таким образом зубцы 7 и окна 8 чередуются вдоль путевой структуры через полюсное деление т.

При работе линейного синхронного двигателя обмотки возбуждения 4 каждого индуктора питаются регулируемым током от отдельных источников. Создаваемый ими магнитный поток, замыкаясь через воздушные зазоры д над стержнями 2 и 3 индукторов и путевую часть 6. создает электромагнитное усилие притяжения индукторов двигателя к путевой части 6. Регулировку величины подъемного усилия производят изменением токов возбуждения в обмотках 4. При подаче трехфазного переменного тока в обмотки якоря 5 в воздушных зазорах над наружными стержнями 2 индукторов создается бегущее магнитное поле. Тяговое усилие образуется в результате взаимодействия зубцов путевой структуры б, возбужденных магнитным потоком обмоток возбуждения 4, с бегущим магнитным полем обмоток якоря 5. Поперечная стабилизация движущегося транспортного средства при возможных его боковых отклонениях от оси движения осуществляется следующим образом. При поперечном боковом смещении двигателя воздушный зазор над наружным стержнем 2 одного из

индукторов уменьшается, а над наружным стержнем 2 другого индуктора - увеличивается. С помощью известной системы автоматического управления электромагнитным подвесом регулируются токи в обмотках

возбуждения 4 таким образом, чтобы поддерживать величины воздушных зазоров индукторов неизменными. При этом двигатель как бы поворачивается по дуге окружности с радиусом R + 5(R - внешний радиус

путевой части 6) вокруг путевой части 6 (фиг, 3). Так как суммарная сила электромагнитного притяжения РПр между индукторами и путевой частью двигателя, приложенная к центру тяжести двигателя, направлена по

нормали к поверхности путевой части 6, то при отклонении двигателя от симметричного положения она раскладывается на две составляющие: вертикальную- Fy, осуществляющую электромагнитный подвес, и

горизонтальную - Fz, стремящуюся вернуть двигатель в исходное положение. Таким образом, горизонтальная сила Fz осуществляет поперечную стабилизацию транспортного средства.

Технико-экономическая эффективность заявляемого двигателя заключается в снижении массы индуктора на 10-12% за счет уменьшения высоты стержней двигателя по сравнению с прототипом на величину, равную высоте зубца обмотки якоря. Кроме этого уменьшилось магнитное рассеяние обмоток возбуждения, так как сократилась длина стержней. Эффективность заявляемого двигателя состоит также в том, что

уменьшилась погонная масса, а значит расход материалов путевой части примерно на

20% за счет переноса обмоток якоря на

крайние стержни и выполнения отверстий,

. формирующих магнитное поле, на краях пу0 тевой части с образованием зубчатой структуры.

Формула изобретения Линейный синхронный электродвигатель, состоящий из двух индукторов, каж5 дый из которых содержит магнитопровод U-образной формы с обмоткой возбуждения, расположенной на ярме, и обмоткой якоря, расположенной на его стержнях и отделенной от них воздушным зазором путевой части, выполненной в виде сегмента

полого ферромагнитного цилиндра с окнами, выполненными вдоль путевой структуры с шагом, равным двойному полюсному делению обмотки якоря, отличающийся тем, что, с целью снижения массы, индукторы закреплены на общем основании, ярма

их магнитопроводов лежат в одной плоскости, а стержни магнитопроводов параллельны оси симметрии двигателя, причем обмотка якоря уложена в пазы наружного стержня индуктора, а окна на путевой части выполнены по ее краям.

Использование: в тяговом приводе .и электромагнитном подвесе экипажей наземного транспорта. Сущность изобретения: линейный синхронный электродвигатель состоит из двух индукторов, содержащих магнитопроводы, ярма 1 которых лежат в одной плоскости и закреплены на общем основании 9, а стержни 2 и 3 параллельны оси симметрии двигателя. Обмотки возбуждения 4 каждого индуктора питают регулируемым током из отдельных источников. Путевая часть 6 выполнена в виде полого ферромагнитного сегмента и образует подъемное усилие двигателя. В пазах наружных стержней 2 индукторов уложена трехфазная обмотка якоря 5. При поперечном смещении двигателя с помощью известной системы автоматического управления подъемным усилием поддерживаются неизменные значения воздушного зазора над наружными стержнями 2 индукторов и при этом двигатель как бы поворачивается по дуге окружности с радиусом R + 6(ft - внешний радиус путевой части б)вокруг путевой части 6 и создает горизонтальную составляющую подъемного усилия, возвращающую двигатель в исходное положение. Расположение обмотки якоря на наружных стержнях 2 ин- ду кто ров позвол ил о умен ьшить в ысоту сте р- жней 2 и 3 на величину, равную высоте зубца обмотки якоря, и снизить массу индукторов. Зил. (Л