Линейный асинхронный электродвигатель Советский патент 1982 года по МПК H02K41/25 

Изобретение относится к электричес ким машинам, в частности, к линейным асинхронным электродвигателям с относительно небольшим перемещением исполнительного органа. Известен линейный асинхронный электродвигатель, состоящий из цилиндрического статора с обмоткой и подвижной части в виде ферромагнитного стержня. К торцу статора прикреплен цилиндр, поршень которого жестко соединен со стержнем. Такое устройство позволяет снизить скорость перемещения стержня 1 . Недостатком указанного электродвигателя является то, что он не может применяться в механизмах, в которых постоянно приложен нагрузка к исполнительному органу, например в колодочных тормозах. В этом случае электродвигатель работает в режиме короткого замыкания и перегревается. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является линейный асинхронный электродвигатель, состоящий из цилиндрического статора с обмоткой и подвижной час- ти в виде ферромагнитного стержня, на торце статора укреплено ярмо элekтpoмaгнитa с обмоткой, а якорь электромагнита жестко соединен со стержнем. Такая конструкция позво- . ляет при отключенном электродвигателе удерживать нагрузку, приложенную к подвижной части двигателя, во включенном состоянии 2. Недостатком такого электродвигателя является большая скорость перемещения подвижной части, что приводит к ударам в конце хода и повышенному износу приводного механизма. Цель изобретения - увеличение срока службы линейного электродвигателя и управляемого им механизма путем снижения скорости движения при мини мальном весе и габаритах. Поставленная цель достигается тем. что электромагнит помещен в цилиндр 39 с рабочей средой (газом или жидкостью), соосно соединенный со статором в якоре электромагнита, выполняющем роль поршня, выполнено отверстие, а на ярме электромагнита расположен датчик крайнего положения поршня. На фиг. 1 показан линейный электродвигатель, продольный разрез;; на, фиг. 2 - один из возможных вариантов управления линейным электродвигателем. Линейный двигатель содержит цилинд рический статор 1, в котором запрессованы ферромагнитные кольца 2. В образованных ферромагнитными кольца;ми пазах размещены катушки 3 обмотки электродвигателя. В подшипниках . Ц статора устано ен подвижный элемент двигателя 5 в виде сплошного или обмотанного стержня. К статору соосно прикреплен герметичный .цилинд 6, внутри которого на торце статора укреплен электромагнит 7 с ярмом 8 и обмоткой 9. Подвижный ферромагнитный стержень 5 жестко соединен с яко рем 10 электромагнита. Якорь электромагнита одновременно является порш нем в цилиндре ц может перемещаться вдоль оси. В поршне имеется отверстие 11, сечение которого может быть постоянным, а может изменяться, например, винтом с канавкой или иным способом. На ярме электромагнита рас положен геркон 12, связанный с его магнитным потоком. Управление линейным электродвигателем осуществляется электрической схемой (фиг. 2). Статор 1 линейного электродвигателя включается в сеть через контакты линейного контактора 13 и размыкающие контакты контактора или реле I, катушка 15 которого под ключается к сети через выпрямитель 16 и геркон 12.. Параллельно катушке и геркону включен электромагнит 7Линейный электродвигатель работае следующим образом. При включении контактора 13 напряжение подается на статор линейного электродвигателя и через выпрямитель 16 - на электромагнит 7- В.статоре возбуждается бегущее магнитное поле, которое взаимодействует с подвижной частью электродвигателя 5 и она наминает перемещаться влево (фиг. 1), увлекая с собой поршень 10, который сжимает рабочую среду в цилиндре 6 и тем самым замедляет дви жение подвижной части. Рабочая среда через отверстие 11 перетекает с определенной скростью в полость цилиндра за поршнем; и тем самым поддерживает- , ся постоянная скорость подвижной части электродвигателя. Подвижная часть перемещается влево до тех пор, пока поршень не притянется к электромагниту 7. В этот момент магнитный поток электромагнита, резко возрастает и воздействует на геркон, контакты коVoporo замыкаются и включают катушку 15.Реле срабатывает и размыкает контакты 14 и этим самь)м отключает линейный электродвигатель.НагрузкуР, приложенную к подвижной части электродвигателя, удерживает электромагнит 7 до тех пор, пока не отключают линейный контактор 13. После отключения линейного контактора 13 электромагнит 7 отключается и под действием нагрузки Р подвижная часть линейного электродвигателя вместе с поршнем перемещается вправо до упора поршня в дно цилиндра. При этом рабочая среда перетекает из правой полости цилиндра в.левую, затормаживая движение движущихся частей и смягчая удар. Описываемый линейный электродвигатель прост по устройству и может применяться в механизмах с небольшим линейным перемещением и постоянным удерживанием силы во включенном состоянии, например, в колодочных пружинных тормозах. Предложенный линейный электродвигатель имеет минимальные габариты и вес, а также пониженную скорость перемещения подвижной части, что в конечном итоге увеличивает срок службы как электродвигателя, так и обслуживаемого им механизма за счет снижения динамических на- . грузок. Электродвигатель позволяет экономить электроэнергию, так как он работает только во время движения подвижной части, а затем отключается и нагрузку удерживает электромагнит, который потребляет электроэнергии в 5 - 10 раз меньше, чем электродвигатель. Отверстие в поршне с регулировкой величины сечения для прохода рабочей среды позволяет изменять скорость перемещения подвижной части электродвигателя в широких пределах.