Вертикальный линейный электродвигатель Советский патент 1983 года по МПК H02K33/10 

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к электрическим двигателям с возвратно-поступательным движением якоря, и может быть использовано в регулируемых элек.троприводах вертикального перемещения исполнительных органов рабочих механизмов.

Известен линейный электродвигатель, содержащий три обмотки, магнитопровод, образованный двумя ферромагнитными якорями, и ферромагнитный, стержень, совершающий неограниченное перемещение 1.

У такого двигателя отсутствует плавность хода, стержень двигаете: : скачкообразно. Наличие трех обмоток приводит к большому расходу проводниковых материалов и-электроэнергии.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является вертикальный линейный электродвигатель, содержащий подвижный элемент, представляющий собой ферромагнитный стержень/ кольцевой магнитопровод. с обмот-Кой, охватывающий стержень, и устройство для ограничения перемещения подвижного элемента, выполненное в виде втулки, установленной на магнигопроводе, и выступа на по|Шижном элементе 12.

Недостатком этого двигателя явля- ется недостаточный ход стержня, ограниченный примерно половиной длины корпуса двигателя.

Цель изобретения - увеличение хода стержня и обеспечение плавности хода.

Эта цель достигается тем, что электродвигатель снабжен дополнительной/ имеющей свой магнитопровод обмоткой/ , охватывающей подвижный элемент и размещенной соосно с основной обмоткой, подвижный элемент имеет две охватывающие стержень ферромагнитные втулки, каждая из которых размещена внутри соответствующей обмотки и имеет с обеих сторон пробки с, отверстиями для прохождения стержня, а пространство между втулками и стержнем заполнено .ферромагнитной дробью, причем устройство Для ограничения перемещения подвижного элемента/ выполненное в виде втулки, установленной на магнитопроводе/ имеет выступ на внешней поверхности ферромагнитной втулки.

На фиг. 1 схематически изображен вертикальный линейный электродвигатель, общий вид на фиг. 2 - непод внжные части (НЧ) и подвижные части (ПЧ) двух одинаковых двигателей, работающих на общий ферромагнитный сте жень по преодолению общего груза (на грузки) . Двигатель (фиг. 1) содержит ферро магнитные корпус 1 и полюс 2, нема |нитную крышку 3, ферромагнитные вста ку 4, цилиндр 5 и шайбу б, охватываю щие намагничивающую катушку, состоя щую из обмотки 7 и немагнитного каркаса 8. Неподвижная часть (НЧ, фиг.2 двигателя содержит также (фиг. 1) немагнитные сухарь 9 и кольцо 10, кото рое удерживается ферромагнитным фланцем 11. Подвижная часть (ПЧ, фиг. 2) двигателя включает (фиг, 1) полую ферромагнитную втулку 12, соосно с которой расположен ферромагнитный стержень 13, так что пространство меж ду противоположными поверхностями втулки 12 и стержня 13 заполнено ферромагнитной дробью 14, а по торцам втулка 12 закрыта имеющими отверстия для прохода стержня 13 ферромагнитными пробками 15 и 16, причем последняя удерживает немагнитное кольцо 17 играющее роль подшипника. Двигатели, .имеющие общий стержень (фиг, 2), опираются на опоры верхнего и нижнего двигателя. Двигатели (фиг. 1, 2) работают сле дующим образом. При отсутствии токов в намагничивающих катушках стержень и подвижные части обоих двигателей находятся, соответственно, в нижних положениях (фиг. 2). При нарастании TOka в обмот ке 7 любого из двигателей (фиг. 1). до величины тока трогания одновременно возрастающий магнитный поток в магнитной системе двигателя создает магнитную силу сцепления дроби 14 с втулкой 12 и стержнем 13. При увеличении тока в обмотке 7 сверх тока трогания втулка 12 и сцепленный с ней (посредством намагниченной дроби 14) стержень 13 начинают двигаться вверх. Предположим, что. в рассматриваемый момент времени двигаются вверх стержень и подвижная часть нижнего двигателя (фиг. 2). При достиженииПЧ верхнего положения (фиг. 2) подается ток в катушку верхнего двига теля, ПЧ второго двигателя (фиг. 2) в это время находится в нижнем положении. Затем почти, одновременно отключается. ток катушки нижнего двигателя (ПЧ падает до опоры) и плавно увеличивается ток катушки НЧ верхнего двигателя, вследствие чего его ПЧ плавно движется вверх и под действием сил увлекает за собой стержень, движение которого вверх продолжается Поочередное включение-отключение ка,тушек обеспечивает возвратно-поступательное движение подвижных частей обоих двигателей, а также поступатель ное движение стержня вверх (фиг, 2)Г при этом времена включения катушек обоих двигателей должны перекрываться, чтобы можно было обеспечить магнитный перехват стержня. При необходимости опускания стержня в обе катушки подаются равные токи такой величины, чтобы обеспечить плавное .скольжение стержня вниз с заданной скоростью, которую можно регулировать автоматически или с помощью визуаль ноге наблюдения. При необходимости остановки стержня в любом положении в обе катушки подаются равные токи такой силы, при которых стержень останавливается. Ток каждой катушки НЧ, при котором осуществляется скольжение вниз (назовем его током скольжения) меньше тока каждой катушки НЧ, при котором осуществляется торможение стержня (назовем его током торможения), который, в свою очередь, меньше тока трогания каждой катушки НЧ. При движении вверх стержня следует различать также так называемый ток подъема (плавно или ступенчато изменяющийся от величины тока трогания до тока максимального) и ток перехвата стержня (ток удерживания стержня на весу магнитными силами включаемой катушки в момент переключения катушек), который находится вблизи величины тока трогания. Изменяя интенсивность нарастания токов подъема в катушках НЧ, можно регулировать скорость движения стержня вверх. Предложенный двигатель, таким образом, позволяет осуществить движение рабочего органа агрегата, машины или производственного механизма наклонно, вверх или вниз по заданному закону на величину хода, значительно превышающую длину корпуса двигателя, что дает увеличение производительности рабочих машин. Формула изобретения Вертикальный линейный электродвигатель, содержащий подвижный элемент, представляющий собой ферромагнитный стержень, кольцевой магнитопровод с обмоткой, охватывающей стержень, и устройство для ограничения -перемеще.ния подвижного элемента, выполненное в виде втулки, установленной на магнитопроводе, и выступа на подвижном элементе, отличающийся тем, что, с целью увеличения хода стержня и обеспечения плавности хода-, электродвигатель снабжен дополнительной, имеющей свой магнитопровод обмоткой, охватывающей подвижный элемент и размещенной-соосно с основной обмоткой, подвижный элемент имеет две охватывающие стержень Ферромаг-,.

нитные втулки, каждая из которых размещена внутри соответствующей обиютки и имеет с обеих сторон пробки с отверстиями для прохождения стержня , а пространство между втулками и стержнем заполнено ферромагнитной дробью, причем упомянутый выступ размещен на внешней поверхности ферромагнитной втулки

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке 2999347/24-07,

кл. Н 02 К 33/12, 1980.

2.Авторское свидетельство СССР 743132,кл. Н 02 К 33/02, 1978.

/

////}

/

ХХ/Л

fj

/,

T//XX/

/.

Y/ ///

r//// Фиг.г .