Магнитострикционный двигатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1911659 (61) Дополнительное к dBT. свид-ву (22) Заявлено 0506.80 (21) 2933855/18-25 S< V.Кл.з.

H 01 Ь 41/12 с присоединением заявки ¹

РЗ) УДК б21.313 (088. 8) Государственный комитет

СССР по делам изобретений. и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070382. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 070382 (72) Авторы изобретения

И.Г.Ефимов и A Â.Ñîëîâüåâ

Ленинградский ордена Ленина политекннческий институт им. М.И.Калинина (71) Заявитель (54) МАГННТОСТРИКЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, где необходимо обеспечение очень малой постоянной скорости, в частности, в системах электропривода метрологических устано вок, в высокоточных станках, в ,системах автоматики.

Известно устройство, состоящее из статора и якоря. Статор выполнен п-образным нз магнитострикционного материала с обмоткой возбуждения и двумя зажимами, один иэ которых установлен неподвижно, а якорь выполнен в виде стержня. Реверс устройства осуществляется при изменении порядка чередования включения зажимов 1 $, Недостатком известной конструкции является то, что она имеет ограниченную величину перемещения рабочего органа, которая определяется длиной стержня, при этом невозможно получить перемещения якоря с постоянной скоростью, что обусловлено принципом действия устройства, обеспечивающим шаговое перемещение.

Известен также магнитострикционный двигатель, содержащий статор из ферромагнитного материала в виде плоской плиты и якорь в виде электромагнитных зажимов, жестко соединеннык магннтострикционным стержнем, снабженным обмоткой воэбуждейия 12).

Недостатком известной конструкции является отсутствие воэможности обеспечения перемещения якоря с постоянной скоростью, что обусловлено шаговым характером перемещения.

Цель изобретения - получение постоянной скорости перемещения. укаэанная цель достигается тем, .что магнитострикционный двигатель, содержащий статор иэ ферромагнитного

1 .,материала в виде плоской плиты и якорь в виде электромагнитных зажимов, жестко соединенных магнитострнкцион« ным стержнем, снабженным обмоткой возбуждения, дополнительно содержит компенсатор, выполненный в виде второго магнитострикционного стержня с коэффициентом магнитострикции обратного знака, снабженного компенсационной обмоткой, который расположен

25 по оси первого стержня н жестко при креплен к одному из зажимов, а компенсационная обмотка включена последовательно с обмоткой возбуждения.

На фиг.1 изображен магннтострнкционный двигатель, общий видт на

911659 на фиг.2 — график зависимости скорости различных точек якоря от времени.

Магнитострикционный шаговый двигатель содержит статор 1 из ферромагнитного материала в виде плоской пли:ты и якорь 2, состоящий из электромагнитных зажимов 3 и 4 с обмотками 5 и 6 возбуждения, жестко соединенных с магнитострикционным стержнем 7 с отрицательным коэффициентом магиитострикции, снабженным обмоткой 8 возбуждения. К электромагнитному зажиму 4 жестко присоединен компенсатор в виде стержня 9 с положитель- ным коэффициентом магнитострикции.

Компенсатор 9 снабжен компенсационной обмоткой 10, которая включена последовательно с обмоткой 8 возбуждения. Длина основного стержня 7 и дополнительного стержня 9, а также количество витков в обмотках возбуждения и компенсации подбирают в каж- 20 дом конкретном случае в зависимости от производственных условий таким образом, что изменение длины стержня 7 в два раза больше изменения. дпины дополнительного стержня 9. 25

В исхоцном состоянии подается ток в обмотку 5 зажима 3, последний притягивается к статору 1 и удерживается на нем таким образом, происходит фиксирование левого конца двигателя, 30 зажим 4 отпущен. При пропускании тока по обмотке 8 возбуждения происходит сокращение магнитострикционного стержня 7, который увлекает влево зажим 4..Затем фиксируется зажим 4 и 35 отпускается зажим 3. Выключение тока в обмотке 8 возбуждения повлечет за собой перемещение стержня 7 Вместе с зажимом 3 влево. Затем фиксиРуется левый зажим 3, а пРавый эа- 40 жим 4 отпускается.

Компенсатор работает следующим образом.

При пропускании тока по обмотке 8 возбуждения одновременно проходит ток по компенсационной обмотке 10, в результате чего происходит удлинение дополнительного стержня 9, изменение длины которого под.действием магнитного поля в результате конструктивного выполнения в два раза мень-@ ше, чем изменение длины стержня 7.

Выключение тоха в обмотке 8 возбуждения и, следовательно в обмотке 10 влечет за собой возвращение компенсатора 9 в исходное состояние,. Ю

На фиг.2(а) показано изменение переносной скорости точки А якоря. 2 относительно статора 1 во времени, на фиг.2(в) — изменение относительной скорости между точками В компенсато-I ра 9 и A якоря 2 во времени, на фиг.2(c) — изменение абсолютной скорости точки В компенсатора 9 относительно статора 1 во времени.

Графический материал, приведенный на фиг.2(а, в, с) дает наглядное представление о том, что абсолютная скорость точки В компенсатора 9 равна сумме двух скоростей: переносной скорости A якоря 2 относительно стато ра 1 плюс относительная скорость точки В компенсатора 9 по отношению к точке A якоря 2. При этом изменениедлины компенсатора 9 под действием магнитного поля в 2 раза меньше дли-. ны стержня 7, а сумма относительной и переносной скорости, т.е. абсолютная скорость точки В компенсатора 9 относительно статора 1, будет постоянна.

Технические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаются в том, что в результате использования в шаговом двигателе компенсатора в виде дополнительного стержня с магнитострикционным эффектом противоположного знака по сравнению со стержнем якоря и с компенсационной обмоткой скорость шагового двигателя на выходе компенсатора постоянна.

Формула изобретения

Магнитострикционный двигатель, содержащий статор из ферромагнитного материала в виде плоской плиты и якорь в виде электромагнитных зажимов, жестко соединенных магнитострикционным стержнем, снабженньм обмоткой возбуждения, отличающийся тем, что, с целью нолучения постоянной скорости перемещения, он дополнительно содержит компенсатор, выполненный в виде второго магнитострикционного стержня с коэффициентом магнитострикции обратного знака, снабженного компенсационной обмоткой, который расположен по оси первого стержня и жестко прикреплен к одному из зажимов, а компенсационная обмотка включена последовательно с обмоткой возбуждения.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

9 229913, кл. Н 02 Н 11/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 546049, кл. Н 01 L 41/10, 1976.

911659

Составитель В.Баев

Редактор Н.Беэродная Техред N.Ãåðãåëü

Корректор М. Демчик ч

Ф Ю Р

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. П1юектная, 4

Эакаэ 1141/47 Тираж 758 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5