Линейный электрический двигательпОСТОяННОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК H02K41/02 

(54) ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в электроприводах возвратно-поступательного перемещения производственных механизмов, требующих реализации больших ходов при щироком диапазоне регулирования скорости и необходимости фиксации двигателя при его остановке.

Известны линейные двигатели постоянного тока, предназначенные для работы в промышленных и транспортных установках, использующие принцип совмещения обмоток якоря и возбуждения на одном из элементов магнитопровода машины, в то время как вторая часть магнитопровода, длина которого равна длине хода двигателя, выполняется без обмотки 1.

Недостатком известных конструкций является трудность фиксации подвижного элемента, например якоря, в положении, задаваемом схемой привода.

Известен также линейный электрический двигатель постоянного тока, состоящий из неподвижной части, выполненной в виде ферромагнитных выступов, и подвижной части, несущей обмотку возбуждения и якорную обмотку, подключенную к установленному на подвижной части коллектору с вращающимися щетками, установленными на щеточной траверсе, жестко связанной с шестерней, установленной на валу и находящейся в зацеплении с зубчатой рейкой, расположенной вдоль всего хода двигателя 2.

Этот двигатель также не обеспечивает точной фиксации подвижного элемента.

Целью изобретения является обеспечение точной фиксации двигателя при оста10новке.

Эта цель достигается тем, что шестерня, жестко связанная с щеточной траверсой и находящаяся в зацеплении с зубчатой рейкой, расположенной вдоль всего да двигателя, расположена на валу на винтовой щпонке, обеспечивающей поворот шестерни со щеточной траверсой на 90 эл. град, при осевом сдвиге шестерни, на валу между щеточной траверсой и шестерней установлена пружина, а с другой стороны шестерни установлен толкатель с катушкой управления.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого двигателя; на фиг. 2 -

токораспределение в якорной обмотке при работе двигателя; на фиг. 3 - токораспределение в якорной обмотке при фиксации якоря.

На ферромагнитной плите 1 размещены два идентичных модуля 2 подвижной части. Каждый из них охвачен обмоткой возбуждения 3, а якорная обмотка 4 выполняется в виде общей для двух модулей 2. Формирователь магнитного поля состоит из ферромагнитной пластины 5 с шахматообразно укрепленными на ней полюсообразующими выступами 6.

На подвижной части укреплен цилиндрический коллектор, состоящий из средней части 7 в виде набора обычных коллекторных пластин, к которым посредством выводных концов 8 подсоединяются выводы секций обмотки якоря и двух контактных колец 9 и 10, служащих для провода питания к якорной обмотке.

На щеточной траверсе 11 в виде, например, полого стакана, укреплены щетки 12 и 13, выполняющие функции токосъема с контактных колец 9 и 10 и токораспределителя по пластинам коллектора 7. Вращение щеточной траверсы 11 и ее жесткая связь по положению подвижной части осуществляется с помощью щестерни 14, на валу 15 которой укреплена щеточная траверса 11, сцепленная с зубчатой рейкой 16, имеющей продольную длину, равную длине хода двигателя, которая, в освою очередь, равна длине неподвижного формиро,вателя поля. Шестерня 14 сидит на валу 15 на винтовой щпонке 17. Ширина зубчатой рейки 16 выполняется такой, чтобы при осевом смещении шестерни 14 в сторону щеточной траверсы 11 эта шестерня не выходила из зацепления с рейкой 16.

Соленоид 18 втягивает шток толкателя 19 при необходимости останова и фиксации двигателя в заданном положении. При снятии питания с катушки соленоида 18 пружина 20, расположенная между щеточной траверсой 11 и шестерней 14, возвращает последнюю и механический связанный с ней щеткодержатель в положение, соответствующее установке щеток по линии геометрической нейтрали.

Соленоид 18 и толкатель 19 конструктивно объединяются с подвижной частью двигателя и перемещаются вместе с ней.

Фиксация двигателя в заданном системой управления положении производится следующим образом.

Во время работы двигателя катушка соленоида 18 обесточена, и шестерня 14 под действием возвратной пружины 20, находящейся между шестерней и щеткодержателем, располагаются в крайнем левом положении. При этом щетки 12 и 13 двигателя размещаются на линии геометричесКОЙ нейтрали, обеспечивая нормальное токораспределение в якорной обмотке, показанное на фиг. 2. При этом возникает электромагнитная сила, перемещающая подвижный элемент двигателя вправо (при принятом на фиг. 2 направлении токов и магнитного потока возбуждения Ф). Если необходима остановка двигателя с фиксацией его подвижной части в заданном положении, то подается питание на катушку соленоида 18. Толкатель 19, сжимая пружину 20, перемещает щестерню 14 вправо вдоль зубцов зубчатой рейки 16. Благодаря наличию винтовой шпонки 17 щеточная траверса 11 поворачивается вокруг своей оси на угол, соответствующий сдвигу щеток 12 и 13 на 90 эл. град, с нейтральной линии, на которой они находились в процессе линейного движения подвижной части, вследствие чего двигатель не только останавливается, но и фиксируется.

При отключении соленоида 18 щестерня 14 с пружиной 20 возвращается в исходное положение, а щеткодержатель занимает положение, при котором щетки 12 и 13 вновь устанавливаются на геометрическую нейтраль и двигатель становится готовым для отработки следующего цикла линейных перемещений.

Формула изобретения

° Линейный электрический двигатель постоянного тока, состоящий из неподвижной части, выполненной в виде ферромагнитных выступов и подвижной части, несущей обмотку возбуждения и якорную обмотку, подключенную к установленному на подвижной части коллектору с вращающимися щетками, укрепленными на щеточной траверсе, жестко связанной с шестерней, установленной на валу и находящейся в зацеплении с зубчатой рейкой, расположенной вдоль

0 всего хода двигателя, отличающийся тем, что, с целью обеспечения точной фиксации двигателя при остановке, указанная шестерня расположена на валу на винтовой ипонке, обеспечивающей поворот шестерни со

5 щеточной траверсой на 90 эл. град, при осевом сдвиге шестерни, на валу между щеточной траверсой и шестерней установлена пружина, а с другой стороны шестерни установлен толкатель с катумкой управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2719846/24-07, кл. Н 02 К 41/02, 1979.

A

8

fc/

// //

/

/