Позиционный привод Советский патент 1981 года по МПК H02N2/04 H01L41/09 

(54) ПОЗИЦИОННЫЙ ПРИВОД

I

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности, к линейным электродвигателям с плоским якорем, и может быть использовано в позиционных устройствах, требующих перемещения подвижного элемента, по одной координате.

Известен позиционный привод, содержащий закрепленные в корпусе статоры с обмотками управления и возбуждения и установленный в направляющих ротор, выполненный в виде двух связанных между собой пластин с поперечными сквозными пазами, а статоры содержат сердечник со сквозными поперечными пазами, расположенными между пластинами ротора 1.

Недостатками устройства являются невысокая точность и скорость позиционирования, а также сложность конструкции.

Известен электромагнитный линейный двигатель, включающий силовые катушки, магнитопровод с полюсами и якорь с направляющей. В полюсе встроен подвижный относительно полюса в радиальном направлении ферромагнитный элемент, соприкасающийся с ним по торцовой поверхности и имеющий скользящий контакт с якорем 2.

Недостатком устройства является низкая точность линейного перемещения якоря двигателя.

Известен также позиционный привод, содержащий корпус и установленные в нем магнитопровод с катушкой возбуждения, направляющие и якорь 3.

В этом устройстве направляющие выполнены в виде рельсов из токопроводящего материала, подключенных к источнику постоянного тока, а якорь выполнен в виде дисков из ферромагнитного материала.

Недостатком известного устройства является низкая точность линейного перемещения якоря из-за его относительно большой инерционности, т.е. низкая точность позицироёания.

Цель изобретения - повышение точности позицирования.

Поставленная цель достигается тем, что в позиционном приводе, содержащем корпус и установленные в нем магнитопровод с катушкой возбуждения, направляющие и якорь, согласно изобретению, якорь выполнен из постоянного магнита и размещен с натягом между пьезокерамическими направляющими, которые подключены к генератору

переменного напряжения, настроенному на резонансную частоту пьезокерамических направляющих.

На фиг. 1 изцбражен привод, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Устройство содержит корпус 1, в котором жестко закреплена силовая катушка 2, с магнитопроводом 3, изготовленным из ферромагнитного материала. За перегородкой 4, изготовленной -из немагнитного материала, расположен якорь 5, выполненный из постоянного магнита, и пьезокерамические направляющие 6, упруго прижатые к якорю 5 при помощи пружин 7.

Работает устройство следующим образом.

При подключении силовой катущки 2 к источнику постоянного тока возникает постоянное магнитное поле, которое, взаимодействуя с магнитным полем якоря 5 (так как он изготовлен из постоянного магнита), старается сдвинуть его вдоль направляющих 6. Однако якорь 5 еще не двигается, так как он поджат с обеих сторон пьезокерамическими направляющими 6 при помощи пружин 7, и сила трения удерживает его на месте. При подключении пьезокерамических направляющих 6 к генератору переменного напряжения, настроенному на резонансную частоту пьезокерамических направляющих, между якорем 5 и направляющими 6 образуется газовая пленка, которая резко понижает трение между-этими элемента1ми и якорь 5 перемещается вдоль направляющих 6 до тех пор, пока направляющие 6 подключены к генератору или якорь 5 не достигает конца направляющих 6 и упирается в корпус 1.

Изменение направления движения якоря 5 осуществляется путем изменения направления протекания тока по силовой катущке 2.

Выполнение якоря позиционного привода из постоянного магнита и размещение его с натягом между пьезокерамическнми направляющими, которые подключены к генератору переменного напряжения, настроенному на резонансную частоту пьезокерамических направляющих, позволяет значительно повысить точность позиционирования, а также улучщить старт-стопн-ые характеристики позиционного устройства по сравнению с известным устройством.

Испытания макета позиционного устройства показали, что точность позиционирования повышается на 25-30%, а старт-стопные характеристики - на по сравнению с известными устройствами.

Формула изобретения

Позиционный привод, содержащий корпус и установленные в нем магнитопровод с катушкой возбуждения, направляющие и якорь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позицирования, якорь выполнен нз постоянного магнита и размещен с натягом между пьезокерамическими направляющими, которые подключены к генератору переменного напряжения, настроенному на резонансную частоту пьезокерамических направляющих.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 402994, кл. Н 02 К 31/02, 1969 (прототип).

6 7

Риг.

/

ч

-li/r

т

Г

w