Линейный электрический двигатель Советский патент 1979 года по МПК H02K41/02 

1

Изобретение может быть использовано в различных транспортных устройствах.

Известны линейные электрические двигатели, содержащие магнитопровод, образующий переменно-погаосную вдоль движения систему, и якорь с обмоткой, разделенной на секции, сдвинутые на полошну полюсного деления и подключенные к одновременно коммутируемым элементам коммутатора, управляемого датчиком положения J2j. Недостаток этих двигателей состоит в том, что в создании силы тяги участвует только часть активной поверхности якоря, так как примерно половина секоий обмотки используется в режиме якорньге, создающих силу тяги, а половина секций - в режиме возбуждения. Кроме того, в таких двигателях при наличии большого воздущного зазора образуется поток реакции якорных секций, который замыкается по пути расположения секций возбуждения, что создает противодействующую силу тяги ( примерно

20-25% от основной силы тяги) и ухудшает коммутацию.

Целью изобретения является увеличение силы тяги. Это достигается тем, что в предлагаемом двигателе между полюсами магнитопровода расположены с чер&дукицейся полярностью постоянные магниты.

На фиг. 1 показана конструктивная схема описываемого линейного электрического двигателя с двухпакетным якорем; на фиг. 2 - то же с однопакетным якорем; на фиг. 3 - путь магнитного потока в двигателе с двухпакетным якорем; на фиг. 4 и 5 - варианты размещения постоянных магнитов между полюсами ма &нитопровода; на фиг. 6 - принципиальная схема двигателя с однопакетным якорем; на фнг. 7 - то же, вид сверху; на фиг. 8 - разрез А-А на фиг. 7.

Линейный электрический двигатель содержит подвижную и неподвижную части.

Подвижная часть двигателя может включать в себя как один пакет, так и

два пакета якоря 1, в которых уложена обмотка 2, коммутатор 3 и датчик 4 положения, закрепленшые на подвеске 5. Обмотка 2 разделена на секции, сдвинутые иа половину полюсного целения.

Неподвижная часть двигателя включае в себя безобмоточную путевую структуру, представляюшую собой магнитопровод 6, состоящий из ферромагнитных полос, которые образуют переменно-полюсную вдол движения систему.

Между полюсами магнитопровода расположены с чередующейся полярностью постоянные магниты 7.

.Подвижная часть перемещается вдоль направляющего пути 8.

В двигателе с двухпакетным якорем постоянные магниты 7 могут быть расположены как показано на фиг. 4 и 5.

На фиг. 4 стрелками условно показано направление тока в секциях обмотки 51коря, а @ и 0 обозначают направление магнитного потока. В случае расположения, показанного на фиг. 4, магнитный поток от постоянных магнитов замыкается через два рядом лежащих постоянных магнита, четыре воздушных зазора и два пакета якоря. Во втором случае (см. фиг. s) магнитный поток замыкается автономно для каждого пакета в пределах одного полюсного деления.

При однопакетном яКоре схема установки постоянных магнитов и путь° замыкания магнитного потока показаны на фиг. 6. В этом случае магнитопровод имеет в сечении П-образную форму.

Линейный электрический двигатель ра ботает следующим образом.

При включении напржкения в начальны момент посредством датчика 4 положения определяется положение секций обмотки 2 относительно ферромаг1штных полос магнитопровода 6. По сигналу датчика 4 положения коммутатор 3 подключает секции так,чтобы те секции, которые находятся в рассматриваемый момент времени между ферромагнитными полосами н называются секциями возбуждения, создали магнитный поток, который может замыкаться при двухпакетном якоре ч&рва две рядом лежащие ферромагнитные полосы, четыре воздушных зазора и спиики пакетов якоря, как показано на фиг. 3 При однопакетном якоре магнитный поток от секций возбуждения замыкается через два соседних полюса, два воздушньгх за эора и спинку пакета якоря, как показано на фиг. 7. Взаимодействие магнитного потока от секций возбуждения с током протекаюишм в секциях, которые находятся над полюсами и называются якорными, приводит к созданию силы тяги и перемещению подвижной части относительно неподвижной.

Таким образом,. в процессе работы двигателя одни и те же секции обмотки поочередно выполняют то роль якорной обмотки, то роль обмотки возбуждения.

С другой стороны, взаимодействие магнитного потока, создаваемого постоянными магнитами, с током, протекающим в секциях возбуждения, создает дсятолнйтельную силу тяги того же направления, что приводит к лучшему использованию активной поверхности якоря.

Постоянные магниты позволяют также компенсировать реакцию якорных секций и тем самым увеличить силу тяги.

Линейные электрические двигатели такого типа могут быть выполнены как в прямом, так и в обратном варианте, т.е. когда закреплена путевая структура, а подвижным является якорь, и наоборот.

Кроме того, линейные двигатели предлагаемой конструкции могут быть выполнены с закрепленным якорем, расположенным по дуге, и путевой структурой, замкнутой в виде кольца.

Таким образом, предложенный линейный электрический двигатель позволяет увеличить силу тяги.

Формула изобретения

Линейный электрический двигатель, содержащий магнитопровод, образующий переменно-полюсную вдоль движения систему, и якорь с обмоткой, разделенной на секции, сдвинутые на половину полюсного деления и подключенные к одновременно коммутируемым элементам коммутатора, управляемого датчиком положения отличающийся тем, что, с целью увеличения силы тяги, между полюсами магнитопровода расположены с чередующейся полярностью постоянные магниты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 511656, кл. Н О2 К 41/О2, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 485528, кл. Н 02 К 41/О2, 1973.