Линейный электродвигатель Советский патент 1993 года по МПК H02K41/35 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для линейного перемещения рабочего органа.

Целью изобретения является упрощение конструкции линейного электродвигателя, обеспечение перемещения превышающего размеры обмотки подвижной части в направлении перемещения, обеспечение перемещения подвижной части без из мене- ния направления тока в подвижной и неподвижной частях.

Эта цель достигается тем, что основной магнитный поток изменяется линейно в направлении перемещения за счет изменения величины воздушного зазора вдоль направления перемещения.

На фиг, 1 изображен общий вид предложенного линейного электродвигателя; на фиг. 2 - сечение неподвижной части по А-А: на фиг. 3 - индукция в зазоре линейного электродвигателя и силы, действующие на подвижную часть.

Линейный электродвигатель состоит из следующих конструктивных элементов: магнитопровода неподвижной части, состоящей из верхней 1 и нижней 2 секций, обмотки возбуждения неподвижной части, которая выполнена в виде двух секций 3 и 4, включенных последовательно; подвижной части 5, состоящей из об отки 6. питаемой постоянным током; стабилизаторов вертикального 7 и горизонтального 8 направлений, расположенных с двух сторон подвижной части (попарно).

Линейный электродвигатель работает следующим образом. Постоянный ток, текущий по обмотке возбуждения неподвижной части, создает магнитную индукцию в воз-, душном зазоре между двумя магнитопрово- дами 1 и 2. Величина магнитной индукции в воздушном зазоре меняется вдоль направления перемещения, фиг. 3. Линейное изменение индукции обеспечивается изменяющимся по нелинейному закону (в

с/ С

00 CJ

N|

ел со

СА

первом приближении обратно пропорционально координате X) воздушным зазором, По закону Био-Савара-Лапласа к обмотке подвижной части, питаемой постоянным током и находящейся в магнитом поле, будет приложена сила

F

W-Bi-Ј-l-W-B2 4-l-W-AB.

где & - длина активной части обмотки по- движной части;

I - ток вобмотке подвижной части; W - число витков обмотки подвижной части;

. Д В Bi - В2 - разница между знамени- ями индукции в воздушном зазоре в местах расположения активных частей подвижной обмотки.

Например, при отношении ширины обмотки подвижной части (|) к длине переме- щения(1) равном 1 к 10, величина Д В будет равна

Вмакс Вмин

дв

Ј

1

при Вмин тргтг Вмакс; ,1 Вмакс;

то есть Д В не зависит от места нахождения подвижной части и будет постоянной вдоль всего пути перемещения. В этом случае суммарная сила, действующая на обмотку подвижной части, равна

F & t-W-0,1 Вмакс.

Суммарная ЭДС, возникающая в обмотке подвижной части, движущейся со скоростью v, определяется по правилу правой руки и имеет направление против питающего тока

Е W v Д В WvO,1 Вмакс.

Доля энергии, преобразуемая в рлехани- ческую работу

P E-I-I2-R,

где R - активное сопротивление обмотки подвижной части.

5

5

0

5

0

АО

Управление линейным электродвигателем осуществляется следующим образом: регулировка как у двигателя постоянного тока. А именно силы, действующие на подвижную часть, можно изменять, меняя индукцию (ток в обмотке возбуждения неподвижной части) и изменял ток в обмотке подвижной части или изменением направления в обмотке неподвижной части.

Исполнение магнитопровода с изменяющейся геометрией воздушного зазора, обеспечивающего линейное изменение индукции в рабочей части линейного электродвигателя, позволяет упростить конструкцию магнитопровода неподвижной части.

Для обеспечения движения подвижной части такая конструкция магнитной системы позволяет не менять направление токов в обмотке возбуждения неподвижной части. Это значит, что в конструкции линейного электродвигателя отсутствует коллектор и упрощаются процессы управления.

Формула изобретения

Линейный электродвигатель постоянного тока, состоящий из магнитопровода неподвижной части, содержащего две ферромагнитные секции с обмотками возбуждения, питаемыми постоянным током, подвижной части, содержащей обмотку, питаемую постоянным током, и стабилизаторов, обеспечивающих отсутствие вертикального я горизонтального перемещения обмотки подвижной части, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и управления путем обеспечения перемещения, превышающего размеры подвижной части в направлении перемещения и перемещения без изменения направления тока в подвижной и неподвижной частях, воздушный зазор между секциями магнитопровода выполнен изменяющимся и обеспечивающим линейное изменение индукции, а подвижная часть размещена в этом воздушном зазоре.

7 g

ЈФиг. 2

Использование: для получения линейного перемещения рабочего органа. Сущность изобретения: устройство содержит: магни- топровод неподвижной части, состоящей из верхней и нижней секций с обмотками возбуждения, питаемыми постоянным током, выполненными в виде двух секций, включенных последовательно: подвижную часть с обмоткой, питаемой постоянным током, и стабилизаторами вертикального и горизонтального направлений. Постоянный ток, текущий по обмотке возбуждения неподвижной части, создает магнитную индукцию в ее воздушном зазоре. Величина магнитной индукции менется линейно вдоль направления перемещения, что приводит к появлению силы, приложенной к обмотке подвижной части, питаемой постоянным током. Конструкция обеспечивает перемещение подвижной части без изменения направления тока в подвижной и неподвижной частях. 3 ил.

-«%---rO