Линейный электромагнитный двигатель

Авторы патента:

Абусеридзе Зураб Васильевич (RU)

Баль Владимир Борисович (RU)

Геча Владимир Яковлевич (RU)

H02K41/02 - линейные электродвигатели; дуговые электродвигатели

Владельцы патента RU 2541518:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") (RU)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитным двигателям, и может быть использовано для линейного перемещения подвижных объектов, например линейных манипуляторов технологического или производственного оборудования. Технический результат заключается в обеспечении непрерывного движения подвижного элемента. Двигатель содержит корпус с тяговыми электромагнитами и двумя подвижными фиксаторами с фиксирующими электромагнитами, примыкающими к металлической рейке. Якори тяговых электромагнитов и фиксаторы объединены пантографом. Между металлической рейкой и фиксирующими электромагнитами расположены фрикционные колодки с ферромагнитной накладкой. Пантограф обеспечивает сложение усилий тяговых электромагнитов, что приводит к увеличению тягового усилия двигателя. Применение фрикционных колодок обеспечивает надежную фиксацию металлической рейки фиксаторами. 3 ил.

Известен электромагнитный двигатель (Патент РФ №2198262, опубл. 10.02.2003), содержащий неподвижную часть-индуктор и вращающуюся часть - укрепленные на валу якорь и коллектор, обмотка якоря укреплена на сердечнике, а концы обмотки соединены с изолированными от вала медными пластинами коллектора, подключенного к источнику напряжения. Индуктор изготовлен из сегментов электротехнической стали, укрепленных на основании из алюминиевых сплавов, вращающаяся часть выполнена из посаженных на вал колес с электромагнитами, взаимодействующими поочередно с индуктором. Вал установлен вертикально в подшипниках на кронштейнах.

Недостатками этого двигателя являются: прерывистое движение подвижного элемента, невысокое тяговое усилие, невысокая надежность.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является электромагнитный двигатель, содержащий корпус с тяговыми электромагнитами и двумя подвижными фиксаторами с фиксирующими электромагнитами, примыкающими к металлической рейке (авторское свидетельство СССР №703883, кл. H02K 41/02, 1979).

Недостатками этого двигателя являются: прерывистое движение подвижного элемента, невысокое тяговое усилие, невысокая надежность. Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности устройства. Технический эффект, возникающий при решении поставленной технической задачи, состоит в обеспечении непрерывного перемещения подвижного элемента и увеличении тягового усилия и достигается тем, что в электромагнитном двигателе, содержащем корпус с тяговыми электромагнитами и двумя подвижными фиксаторами с фиксирующими электромагнитами, примыкающими к металлической рейке, согласно изобретению, в корпусе электродвигателя размещена дополнительная пара тяговых электромагнитов, тяговые электромагниты ориентированы вдоль направления перемещения подвижного элемента, якори тяговых электромагнитов и фиксаторы объединены пантографом, а между металлической рейкой и фиксирующими электромагнитами расположены фрикционные колодки с ферромагнитной накладкой.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показан предлагаемый электродвигатель, разрез общий вид,

на фиг.2 показан поперечный разрез фиксатора электродвигателя,

на фиг.3 показана последовательность импульсов питания тяговых электромагнитов и фиксаторов двигателя.

Линейный электромагнитный двигатель содержит корпус 1 с двумя парами тяговыми электромагнитов 2 и 3 и двумя фиксаторами 4 с фиксирующими электромагнитами 5, примыкающими к подвижной металлической рейке 6. Якори 7 тяговых электромагнитов и фиксаторы 4 шарнирно объединены пантографом 8. Между металлической рейкой 6 и фиксирующими электромагнитами 5 расположены фрикционные колодки 9 с ферромагнитными накладками 10. Ферромагнитные накладки 10 связаны стягивающими пружинами 11. Между корпусом фиксатора 4 и ферромагнитными накладками 10 расположены центрирующие пружины 12. Предлагаемый двигатель работает следующим образом. Подача напряжения на обмотки тяговых электромагнитов 2 и 3 приводит к перемещению их якорей 7. Напряжение подается на один электромагнит каждой пары, либо нижний электромагнит 2 и верхний электромагнит 3, либо верхний электромагнит 2 и нижний электромагнит 3. При этом якори 7 электромагнитов перемещаются, соответственно, либо навстречу друг другу, либо друг от друга. Одновременно фиксаторы, шарнирно связанные пантографом 8 с якорями электромагнитов, будут перемещаться в горизонтальном направлении, соответственно, друг от друга, или навстречу друг другу. Поочередное включение тяговых электромагнитов вызывает колебательное движение якорей 7 электромагнитов в вертикальном направлении, а фиксаторов 4 в горизонтальном.

Фиксаторы 4 электродвигателя выполнены нормально включенными. При обесточенных электромагнитах 5, пружины 11 обеспечивают постоянное нажатие фрикционных колодок 9 на металлическую рейку 6. Подача напряжения на электромагниты 5 приводит к перемещению ферромагнитных накладок колодок, разжиманию фрикционных колодок 9 и освобождению металлической рейки 6. Пружины 12 обеспечивают центрирование фиксатора относительно рейки 6 и выравнивание зазоров электромагнитов 5.

Поочередное разжимание фиксаторов 4, при их колебательном движении в горизонтальном направлении, приводит к непрерывному однонаправленному перемещению металлической рейки 6. Фиксатор должен быть зафиксирован относительно рейки 6 при совпадении требуемого направления движения рейки и фиксатора, и разжат при противоположных направлениях движения. На фиг.3 показана диаграмма напряжений питания электромагнитов и фиксаторов. Сплошной линией показано напряжение питания фиксаторов при движении влево, пунктирной - при движении вправо.

Применение пантографа в электродвигателе позволяет разместить в корпусе двигателя дополнительную пару тяговых электромагнитов, что увеличивает тяговое усилие. Кроме того, якори тяговых электромагнитов расположены соосно металлической направляющей, что уменьшает габариты двигателя и обеспечивает компактность конструкции.

Применение фрикционных колодок в фиксаторах увеличивает коэффициент трения между колодками и металлической направляющей, что повышает тяговое усилие двигателя и увеличивает долговечность конструкции. Колодки можно заменить после определенного износа. Кроме того, направляющая может изготавливаться из немагнитного материала, например из нержавеющей стали, что также обеспечит повышение надежности двигателя.

Электромагнитный двигатель, содержащий корпус с тяговыми электромагнитами и двумя подвижными фиксаторами с фиксирующими электромагнитами, примыкающими к металлической рейке, отличающийся тем, в корпусе электродвигателя размещена дополнительная пара тяговых электромагнитов, тяговые электромагниты ориентированы вдоль направления перемещения подвижного элемента, якори тяговых электромагнитов и фиксаторы объединены пантографом, а между металлической рейкой и фиксирующими электромагнитами расположены фрикционные колодки с ферромагнитной накладкой.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в уменьшении потерь.

Ударный электромеханический преобразователь комбинированного типа // 2538094

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано в ударных приводах машин и механизмов. Технический результат заключается в повышении эффективности ударного электромеханического преобразователя.

Линейный электромеханический преобразователь ударного действия // 2531701

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано в ударных приводах машин и механизмов, которые предназначены для создания циклических ударных импульсов, например, при деформации объектов в технологическом процессе.

Электродвигатель и связанная с ним система для размещения в среде на забое скважины (варианты) // 2531224

Предложенная группа изобретений относится к нефтедобывающей технике, в частности к средствам управления скважинной насосной установкой. Техническим результатом является повышение надежности работы насосной установки в скважинах малого диаметра.

Якорь линейного электродвигателя и линейный электродвигатель // 2530536

Изобретение относится к линейным двигателям. Технический результат состоит в исключении влияния блока детектирования на рабочий ход якоря.

Вторичный элемент линейного асинхронного двигателя // 2526054

Изобретение относится к электротехнике, к линейным асинхронным двигателям, и может быть использовано в высокоскоростном транспорте. Технический результат состоит в облечении прохождения криволинейных участков экипажем криволинейного транспорта.

Линейный асинхронный двигатель // 2518915

Изобретение относится к электротехнике, к линейным двигателям, преобразующим электрическую энергию непосредственно в поступательное перемещение, и может быть использовано в приводе электрического транспорта.

Линейный двигатель // 2517437

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах линейного перемещения, например, в железнодорожном транспорте. Технический результат состоит в упрощении конструкции и повышении эффективности работы.

Линейный асинхронный двигатель // 2510867

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с нелинейным или возвратно-поступательным движением рабочих органов. Технический результат состоит в повышении к.п.д.

Стержневая линейная электрическая машина // 2506690

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам возвратно-поступательного движения. Технический результат состоит в снижении затрат за счет повышении эффективности использования материалов.

Линейный электродвигатель // 2543512

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к линейным шаговым электродвигателям, и может быть использовано в дискретном электроприводе. Техническим результатом является повышение усилия на якоре линейного электродвигателя с нагрузкой. Линейный электродвигатель содержит статор, состоящий из магнитного корпуса, внутри которого между левым и правым магнитными полюсами установлены намагничивающие катушки; промежуточные полюса закреплены немагнитными вставками на резьбе. Между правым магнитным полюсом одной катушки и левым магнитным полюсом другой катушки располагаются немагнитные кольца, закрепленные штифтами. Торцевой магнитный полюс крепится к магнитному корпусу болтом. Якорь линейного электродвигателя состоит из магнитных и немагнитных колец, насаженных в чередующейся последовательности на немагнитный стержень. Форма сечения торцов правых магнитных полюсов и левой части промежуточных полюсов, а также торцевого полюса имеет вид неправильной трапеции. Форма сечения торцов левых магнитных полюсов и правой части промежуточного полюса имеет вид прямоугольного треугольника. Форма сечения левых торцов магнитных колец якоря имеет вид неправильного прямоугольника, а правых торцов - прямоугольного треугольника. 3 ил.

Привод с изогнутым линейным асинхронным двигателем // 2543972

Изобретение относится к приводу, оснащённому изогнутым линейным асинхронным электродвигателем. Технический результат заключается в повышении надёжности конструкции системы привода для работы при повышенном весе и инерции вращающейся рамы, а также в возможности увеличения центрального отверстия гентри. Предлагается прямой привод с изогнутым линейным асинхронным двигателем. Ротор двигателя механически прикреплен к вращающейся раме и может содержать два слоя: алюминиевое кольцо и стальное кольцо. Статор двигателя содержит один или несколько сегментов, выполненных изогнутыми и управляемых приводным блоком. Изогнутые сегменты статора расположены внутри окружности кольца ротора, причём внешняя кривая изогнутых сегментов статора близко совпадает с внутренней кривой кольца ротора. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Погружной линейный электродвигатель // 2549381

Изобретение относится к конструкциям погружных линейных магнитоэлектрических двигателей, используемых в бесштанговых глубинных насосно-скважинных установках возвратно-поступательного движения для добычи пластовых жидкостей в нефтедобыче. Электродвигатель содержит герметичный статор с установленными в нем сердечниками с катушками, токовводом и головкой для соединения с насосом. В статоре расположен подвижный шток, включающий соединительную штангу с резьбой для соединения штока с плунжером насоса и активный герметичный слайдер, соединенный со штоком резьбовым соединением, выполненным в соединительной муфте. Слайдер содержит последовательно установленные на трубе аксиально намагниченные магниты и полюсы из конструкционной стали. Магниты и полюсы разделены на технологические пакеты, которые соединены между собой муфтами. Шток расположен во внутренней трубе, выполненной из нержавеющей стали с хонингованной поверхностью, между которой и поверхностью штока образован зазор. Головка соединена с корпусом статора резьбовым соединением через герметичные проставки, имеющие каналы. К основанию статора прикреплен компенсатор с упругой диафрагмой, которая выполнена в виде пузыря, имеющего диаметр в средней части больше диаметра каждой его концевой части, причем один конец диафрагмы связан с основанием статора, а ее другой конец соединен с муфтой, соединяющей электродвигатель с компенсатором. Повышается надежность работы погружного линейного электродвигателя в среде пластовой жидкости с повышенной температурой. 3 ил.

Импульсный рельсовый ускоритель // 2551474

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для ускорения макротел, моделирования микрометеоритов и техногенных частиц, применяться в физике высокоскоростного удара. Технический результат состоит в обеспечении больших скоростей метаемого якоря, повышении долговечности рельсовых электродов. Импульсный рельсовый ускоритель содержит проводящий якорь, рельсовые электроды, подмагничивающие катушки, датчик тока, неуправляемые разрядники, конденсаторы импульсного накопителя, управляемые разрядники, разделительные резисторы импульсного накопителя, блоки питания, драйверы управляемых разрядников, систему управления. Он обладает гибкой модульной конструкцией, позволяющей наращивать число ступеней для достижения необходимых скоростей. Все модули имеют одинаковую конструкцию, что упрощает разработку реального образца. 1 ил.

Шаговый электродвигатель // 2557255

Изобретение относится к электротехнике, точнее к шаговым электродвигателям, предназначенным для дискретных электроприводов. Технический результат состоит в обеспечении шагового и продольного перемещения гладкого ротора. Шаговый электродвигатель содержит статор, на внутренней расточке которого выполнены зубцы и пазы, чередующиеся по окружности и осевом направлении. На зубцах размещены фазные катушки, начала которых соединены с нулевым проводом источника питания, а концы фазных катушек подключены к коммутирующему устройству для подключения соответствующих фаз источника питания. Управляющий блок коммутирующего устройства выполнен с возможностью одновременного подключения для фиксации ротора пяти фазных катушек, образующих или дугообразный ряд, или продольный ряд, у которого до середины ряда один, а после середины - противоположный порядок следования фаз. Ротор шагового электродвигателя содержит электропроводящую часть, выполненную в виде цилиндра с прорезью по всей длине. 10 ил.

Вторичный элемент линейного асинхронного электродвигателя // 2559788

Изобретение относится к электротехнике, а именно к линейным асинхронным электродвигателям, и может быть использовано в высокоскоростном наземном транспорте. Технический результат состоит в облегчении прохождения криволинейного участка высокоскоростным транспортным экипажем. Вторичный элемент линейного асинхронного электродвигателя содержит электропроводящую 1 и магнитопроводящую части. Электропроводящая часть 1 включает в себя стержни 2, замкнутые с обеих сторон шинами 3, к которым стержни 2 перпендикулярны. Стержни 2, перпендикулярные шинам 3, снабжены дополнительными стержнями 4, электрически соединяющими стержни 2 с участками шины 3, образующими внешнюю дугу в криволинейном участке. Дополнительные стержни 4 расположены по отношению к участкам шины под углом, отличным от прямого, и имеют дугообразную форму, причем выпуклые части этих дуг обращены к участкам шины, образующим внешнюю дугу в криволинейном участке. 2 ил.

Вторичный элемент линейного асинхронного двигателя // 2559789

Изобретение относится к электротехнике, к линейным асинхронным двигателям и может использоваться в высокоскоростном транспорте. Технический результат состоит в повышении плавности прохождения криволинейных участков высокоскоростным транспортным экипажем. Электропроводящая часть 1 вторичного элемента содержит стержни 2, замкнутые с обеих сторон шинами 3. Стержни 2 перпендикулярны шинам 3 и снабжены дополнительными стержнями, электрически соединенными с шиной 3, образующей внешнюю дугу в криволинейном участке. Самый длинный дополнительный стержень 4 расположен в центре шины 3, образующей внешнюю дугу в криволинейном участке, а длины дополнительных стержней 5 и 6, расположенных слева и справа от дополнительного стержня 4, равномерно уменьшаются по мере удаления от самого длинного дополнительного стержня 4 и становятся равными нулю в прямолинейных участках. 2 ил.

Установка насосная плунжерная диафрагменная погружная // 2578711

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к насосному оборудованию нефтедобычи. Установка содержит корпус (1), линейный электродвигатель (2), вторичный элемент (7), плунжеры (8, 9), цилиндры (10, 11), две пары входных и выходных клапанов (14, 15) и (17, 18). Также в состав установки входят сливной электромагнитный клапан (22), соединенный с насосно-компрессорными трубами (16). Дополнительно установлены диафрагмы (13, 20), выполненные в виде сплюснутых цилиндров. Диафрагмы жестко установлены между каждым из цилиндров (10, 11) и парами клапанов. Достигается увеличение межремонтного периода. 2 ил.

Цилиндрический линейный асинхронный двигатель // 2582332

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электроприводов с прямолинейным движением рабочих органов. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель содержит индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей, якорь в виде ферромагнитного стержня с чередующимися ферромагнитными и электропроводящими кольцами. Катушечные модули помещены в разъемные ферромагнитные шпули, которые расположены на одной оси и подключены пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения при условии nф=1÷n/3, где: nф - количество катушечных модулей, подключенных пакетами, n - общее количество катушечных модулей. Ферромагнитные шпули имеют радиальный разрез и профильное стыкующее соединение. Ферромагнитный стержень выполнен в виде трубы. Разъемные ферромагнитные шпули зафиксированы с торцов крышками, удерживаемыми штангами, которые оснащены подшипниками скольжения. Технический результат заключается в увеличении точности регулирования диапазона скоростей и тягового усилия. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Статор линейного погружного электродвигателя и способ его сборки // 2588023

Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции линейных электродвигателей для погружных установок с плунжерным насосом, применяемых для добычи нефти. Технический результат заключается в повышении долговечности погружного электродвигателя и эффективности его работы. Статор состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого установлены магнитопроводящие чашки с вставленными в них катушками якорных обмоток и разделяющие группы чашек опорные элементы, внутренний диаметр которых меньше, чем внутренний диаметр магнитопроводящих чашек. На внутренней поверхности опорных элементов выполнены пазы, глубина которых больше половины разницы между внутренними диаметрами магнитопроводящих чашек и опорных элементов. При этом магнитопроводящие чашки и опорные элементы установлены в корпусе с радиальным зазором и зафиксированы в нем посредством крепежных элементов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.