Линейный униполярный электродвигатель постоянного тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республнк (ii)764053 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.02.78 (21) 2578203/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

1r1) К

Н 02 К 31/02

Гееудеестееемк кемктет

СССР

Опубликовано 15.09.80. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 23.09.80 (53) УДК 621.313..2 (088.8) ао Аелам взебретеиий к втермтвй (72) Автор изобретения

В. И. Яковлев вптг (71) Заявитель (54) ЛИНЕЙНЫЛ УНИПОЛЯРНЫй ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится и э:и ктротехнике, а именно к униполярным эвсктродвигателям постоянного тока, и может иайли применение в транспортных средствах, приводах станков и приспособлений.

Известен униполярный линейный электродвигатель постоянного тока t I t, в котором для увеличения тяговых усилий ротор выполнен с двумя парами дисков, несущих магниты, и в зазорах, образованных разноименными полюсами магнитов разных пар дисков, размещены рельсы, на которые установлен вал.

В этом двигателе поле магнитов используется частично, причем эффективная длина проводящего элемента, взаимодействующего с магнитным полем, ограничена высотой рельса. Таким образом, при увеличении тягового усилия неизбежно значительное возрастание габаритов и рабочего тока двигателя.

При использовании двигателя в силовых установках рабочий ток имеет величину от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч ампер. При таких токах затруднителен токосьем подвижным контактом, передача тока на расстояние, а также управление двигателем.

Известен также унииолярный линейный электродвигатель постоянного тока (2), в котором для упрощения конструкции, уменьшения габаритов и экономии активных материалов источник магнитного поля возбуждения ротора выполнен в виде пары дисков, соединенных в межрельсовом пространстве валом и размещенных в полом токопроводящем цилиндре, установленном на рельсы.

Тяговое усилие этого двигателя определяется высотой полого токопроводящего цилиндра, то есть фактически межрельсовым

15 расстоянием, которое не может увеличиваться в значительных пределах. Поскольку определяющим фактором для получения оптимальных габаритов могцности этого двигателя является межрельсовое расстояние (резкое увеличение силы тока не предг0 ставляется возможным по техническим причинам), данное устройство не пригодно для использования в силовых установках.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является униполярный

764053

Таким образом, после подключения постоянного тока к обмотке подвижный узел находится в поступательном движении.

При изменении направления тока изменяется направление движения подвижного узла

ЗS на противоположное. При перемещении в пределах длины гибкой токопроводяшей цепи двигатель работает без скользящего контакта и токосьемного узла вообще.

Предлагаемая конструкция униполяр° 6 ного электродвигателя выгодно отличается от известных, так как обеспечивает ему следующие преимущества; — практически все магнитное поле электродвигателя является основным и все токопроводящие элементы одновременно находятся во взаимодействии с ним; — имеется возможность увеличения длины токопроводящего элемента без значительного увеличения габаритов электродвигателя, что практически дает возможность я! разрабатывать электродвигатели с заданными тяговым усилием и рабочим током.

Формула изобретения

$5 з электродвигатель постоянного тока !3), в котором для повыщения энергетических показателей индуктор, являющийся статором, выполнен в виде двух пар магнитов, установленных свободно на валу, каждая иэ которых охватывает соответствующи и ей диск ротора с двух сторон, диски ротора выполнены из чередующихся токопроводящих и магиитопроводящих элементов, соединенных в ступице диска. В этом двигателе эффективная длина токопроводящего элемента не превышает величины радиуса диска, а более точно — части радиуса, охватываемой иидуктором.

Для увеличения тягового усилия этого двигателя необходимо либо увеличение силы тока двигателя, либо увеличение размеров дисков ротора. Поскольку резкое увеличение силы тока невозможно по техническим причинам, увеличение размеров дисков приведет к увеличению габарита двигателя в целом.

Цель изобретения — увеличение тягового усилия двигателя.

Указанная цель достигается тем, что в униполярном электродвигателе, содержащем статор, выполненный с двумя постоянными магнитами, и ротор с электропроводящими элементами, ротор выполнен в виде постоянных установленных с помощью колес на статоре магнитов, токопроводяшие элементы которого выполнены в виде обмотки иэ двух встречно включенных, например, петлеобразных секций, охватывающих каждая по магниту.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый двигатель, поперечный разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. l.

На магнитопроводяшем основании смонтированы магниты 2 и 3, образующие статор 4, вытянутый в направлении движения ротора 5, установленного при помощи колес на направляющих, в качестве которых в частности, могут быть использованы по- . верхности магнитов 2 и 3. Ротор 5 представляет собой магниты 6 и 7, закрепленные на магнитопроводящем основании 8 с отверстиями 9, через которые пропущена обмотка 10. Постоянные магниты 2, 3, 6 и 7 могут быть выполнены в виде электромаг-. нитов. Обмотка 10 выполнена в виде двух встречно включенных, например, петлеобразных секций, охватывающих магниты 6 и 7 подвижного узла, направление намотки которых условно показано стрелками на фиг. l.

:..:-"--.Каждая из секций одной своей частью 11 и 12 размещена в зазоре между магнитами неподвижного и подвижного узлов. Часть 11 размещена между магнитами 3 статора 4 и 7 ротора 5, а часть 12 — между магнитами 2 статора 4 и 6 ротора 5 электродвигателя,.образующих" осйовное магнитное поле.

Соответственно, части 13 и 14 этих секций размещены поверх основания 8, которое!

15 ле и зв направляет основное магнитное поле подвижного и неподвижного узлов, следовательно, оно служит также экраном для указанных частей обмотки и они находятся вне основного магнитного поля.

В исходном состоянии магнитное поле двигателя замыкается по цепи «основание 1, магнит 2, зазор, магнит 6, . основание 8, магнит 7, зазор, магнит 3, основание !» и пронизывает части 11 и 12 обмотки 10.

Поле в зазоре между магнитами 2 и 6 имеет направление, противоположное полю в зазоре магнитов 3 и ?.

После подключения постоянного тока к обмотке 10 он обтекает ее в направлении, указанном на фиг. стрелкой, или противоположном направлении, при этом ротор 5 движется в направлении, указанном на фиг. 2 стрелкой, или в противоположном направлении, в зависимости от направления тока. Усилия, действующие на участки 11 и 12 обмотки 10, складываются, так как эти участки имеют противоположные направления тока и каждый из них пронизывается магнитным полем, образованным магнитами 3 и 7 для участка 11 и 6 — для участка 12, в противоположных направлениях. Усилия, действующие на участки 13 и 14 обмотки 10, противоположны движению ротора 5, однако они ничтожно малы, так как обусловлены взаимодействием тока с неосновным магнитным полем — слабым полем рассеяния магнитов.

Линейный униполярный электродвигатель постоянного тока, содержащий статор, выполненный с двумя постоянными магнитами, ротор с электропроводящими элемен764053

10

/

А

@ 2. /

ФУ2. 2, Составитель А. Трепутнева

Техред К.Шуфрич Корректор М немчик

Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

l 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская «аб., д. 4/5

Филиал .ППП. <Патент>, г. Ужгород, ул . Проектная. 4

Редактор Т. Лошкарева

Заказ 6299/48

3 тами, отличающийся тем, что, с целью увеличения тягового усилия, ротор выполнен в виде двух постоянных магнитов, установленных с помощью колес на статоре, элект-. № ропроводящие элементы которого выполнены в виде обмотки из двух встречно включенных, № например, петлеобразных секций, охватывающих каждая по магниту. ¹ ь

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

402994, кл. Н 02 К 31/02, 1970.

2, Авторское свидетельство СССР

402995, кл. Н 02 К 31/02, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР

412656, кл. Н 02 К 31 02, !974.