Электродвигатель возвратно-поступательного движения Советский патент 1980 года по МПК H02K33/04 

Изобретение относится ,к электрическим машинам возвратно-поступательного движения и предназначено для привода механизмов, рабочие звенья которых совершают возвратно-поступатеЛьное или колебательное движение.

Известна конструкция электромаг.нитного двигателя возвратно-поступательного движения, содержащего две разнесенные обмотки (или две группы обмоток), включающиеся поочередно и перемещамщие якорь возвратно-поступательно в положение максимального потокосцепления 1. В такой кон.струкции плохо используется электромагнитный объем, так как в создании рабочего момента поочередно принимает участие только половина обмоток.

Известен, также электродвигатель возвратно-поступательного движения/ содержащий магнитопровод специальной форкы, на котором размещены обмоТки возбуждения, одна иэ которых питается постоянным, а другая - переменным тиком 2.

При этом по магнитопройоду протекают постоянные магнитные потоки и переменный магнитный поток. Переменный магнитный поток пронизывает подвижное медное кольцо, насажденное на тот же стержень, на котором размещена обмотка переменного тока. При возбужденной магнитной системе в кольце создается переменный ток. Конструкция магнитопровода выполнена таким образом, что силовые линии магнитных потоков, выходящие из полюсов стер10жней, возбуждаемых постоянным потоком, направлены перпендикулярно оси медного кольца. В результате взаимодействия переменного тока, протекающего по кольцу, и постоянных

15 магнитных потоков, кольцо оказывается под действием сил, перемещающих его возвратнб-поступательно синхронно с частотой переменного тока.

Якорем электродвигателя является

20 короткозамкнутое кольцо, которое ко.леблется в пределах полюсного пространства. Поэтому для создания движущего момента используется только :часть постоянного потока, создава25;емого полюсё1ми. Если же. якорь выполнить из нескольких колец (или с шириной кольца, большей ширины полюса) , то не используются токи колец (части кольца), находящихся за

30 пределами полюса. Указанные недостатки сиижают эффективность работы двигателя и уменьшают его коэффициент полезного действия. Существенным недостатком двигателя является также наличие общей магнитной цепи для постоянного и переменного потоков. Это вызывает потери на гистерезис и вихревые токи также и в объеме стали, отведенном для происхождения постоянного потока и снижает энергетические показатели, двигателя. Короткозамкнутое кольцо перемещается в воздушном зазоре, который имеет значительную величину, что увеличивает габарит двигателя и потребляемую мощность. Целью настоящего изобретения является повышение КПД и уменьшение габаритов электродвигателя.. Цель достигается тем, что электро двигатель возвратно-поступательного движения, срдержсшщй индуктор с магнитопроводом, на полюсах которого размещены обмотки возбуждения, якорь с магнитопроводом и короткозамкнутой Ъбмоткой, снабжен подмагниченными в осевом направлении дополнительными. магнитопроводами, расположенными между полюсами индуктора, на которых размещены обмотки возбуждения переменного тока, магнитопровоД якоря .выполйен из отдельных смещенных друг относительно друга по окружнос ти частей, число которых равно удвоениому числу дополнительных магнитопроводов индуктора, обмотка яко состоит из ряда коротнезамкнутых ко лец/ а длина якоря больше длины индуктора на удвоенную величину своего хода.; На дополнительных магнитопровода индуктора могут быть размещены обмо ки возбуждений постоянного тока или постоянные магниты. , ; , На фиг.1 изображён предлагаемый электродвигатель, поперечный разрез на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 Электродвигатель содержит корпус 1 сг закрепленными в нем якорем и ин дуктором. Якорь состоит из Магнитопровода, выполненного из отдельных смещенных по окружности частей 2 и и ряда короткозамкнутых.колец 4.ИнйУйтор установлен на неподвижном йа 5 и состоит из магнитопровода 6, имеющего полюса 7 и стержни 8 с обм ками.- 9 возбуждения переменного тока Межд( полюсами 7 расположены постоянные магниты 10. Части 2 и 3 магни топровода якоря расположены в одной плоскости и смещены друг относитель но друга на бО, полюса 7 магнитопровода 6 и постоянные магниты 10 также смещены на угол 60. Части 2 магнитопровода якоря пре назначены для прохождения постоянно го магнитного потока, а части 3. - переменного магнитного потока. Электродвигатель работает следующим образом. Встречно включенные катушки 9 переменного тока создают в магнитопроводе 6 индуктора два встречно направленных магнитных потока, замыкающихся в якорь через полюса 7. При этом в короткозамкяутых кольцах 4 якоря, помещенных в пазы магнитопровода якоря, наводится ЭДС и возникают токи. Токи правой и левой группы колец 4 вследствие встречного направления переменных потоков имеют противоположные направления. Постоянный магнитный поток) создаваемый постоянными магнитами 10, замыкается через части магнитопровода 2 в зоне протекания токов в короткозамкнутых кольцах и взаимодействует с этими токами. Направление потока проходящего через зону правой группы колец 4, противоположно направлению потока левой группы. При этом на правую и левую группы колец 4 действует сила одного направления и якорь движется. При изменении фазы питающего напряжения направление действия силы изменяется. Таким образом, якорь электродвигателя движется возвратно-поступательно с частотой питающего напряжения. Активная длина якоря долг жна быть больше длины индуктора на удвоенную величину хода якоря. В такой конструкции весь поток, постоянных магнитов 10, (кроме потока рассеяния), взаимодействует со всеми токами, наведенными в короткозамкнутых кольцах 4 переменными потоками. Вместо постоянных магнитов в электродвигателе могут быть применены электромагниты постоянного тока. Возможна также конструкция двигателя, в которой якорь крепится на подвижном валу и перемещается относительно неподвижного индуктора,закрепленного в корпусе. Устранение общности путей замыкания постоянного и переменного потоков, достигнутое применением раздельных магнитопроводов, возможность создания в предлагаемой .конструкции минимальных зазоров, наличие двух встречно включенных катушек переменного тока, создающих потоки, наводящие ЭДС в якоре только в зоне действия постоянных потоков, а также полное использование этих потоков, позволяет повысить КПД электродвигателя данного типа и уменьшить его габариты. Формула изобретения 1. Электродвигатель возвратнопоступательного движения, содержащий индуктор с магнитопроводом, на полюсах которого размешены оОмотк

озСуждения, якорь с магнитопроводбм IH короткоэё1мкнутой обмоткой, отличающийся тем, что с целью повышения КПД и уме«ьшения габаритов электродвигателя, он снабжен подмагниченными в осевом направлении, дополнительными магнитопроводами, расположенными между полюсами индуктора, на ко-орых размещены обмотки возбуждения переменного тока, магнитопровод .якоря выполн(ен из отдельных смещенных друг относительно друга по окружности частей, число которых равно удвоенному числу jidполнительных магнитопроводов индуктора, обмотка якоря состоит из ряда короткозамкнутых колец,а длина якоря больше длины индуктора на удвоенную величину своего хода.

2.Электродвигатель по п.li от личающийся тем, что на дополнительных магнитопроводах индуктора размещены обмотки возбуждения постоянного тока.

3.Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что на дополнительных магнитопроводах индуктора размещены постоянные магниты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

,1. Патент США №3.431. 477,кл. 318-125, 1970.

2. Schweizjerische TechniscHe Zeitschrift1967,,т.64,№39,825-837.