Przedmiotem wynalazku jest silnik elektryczny liniowy z regulowana predkoscia liniowa, który moze byc wykorzystany miedzy innymi w nape¬ dach urzadzen jezdnych oraz liniowych napedach ukladów automatyki.Dotychczas stosowane silniki liniowe sa silnika¬ mi pradu przemiennego trójfazowego o tzw. wedru¬ jacym polu" wykorzystujace zasade pracy silników asynchronicznych. Twornik asynchronicznego sil¬ nika liniowego stanowi metalowa szyna, induktor zas posiada rozlozone liniowo uzwojenia 3-fazowe zasilane 3-fazowymi pradami przemiennymi. Re¬ gulacji predkosci liniowej w tych silnikach doko¬ nuje sie albo przez przelaczanie uzwojen induktora tj. zmiana ilosci par biegunów, co powoduje przy stalej czestotliwosci pradów zasilajacych skokowa zmiane predkosci liniowej wedrujacego pola a tym samym skokowa zmiane predkosci liniowej silnika, albo przez zmiane czestotliwosci pradów zasilaja¬ cych induktor silnika uzyskiwana w odrebnym urzadzeniu zwanym falownikiem, umozliwiajacym plynna regulacje predkosci liniowej silnika.Niedogodnosc regulacji predkosci liniowej asyn¬ chronicznych silników liniowych polegaja na tym, ze albo mamy skokowa regulacje predkosci przy niepelnym wykorzystaniu uzwojen induktora, albo —plynna regulacje przy zastosowaniu dodatko¬ wego urzadzenia. Poza tym silniki asynchroniczne ze wzgledu na to, ze zasilane sa tylko od strony induktora, posiadaja niski wspólczynnik mocy 1« 15 20 2S szczególnie przy duzych poslizgach, który to wspól¬ czynnik przede wszystkim zalezy od Wymiarów szczeliny pomiedzy induktorem a twornikiem.Z tego wzgledu szczeline nalezy wykonywac jak najmniejsza.Znane jest równiez z patentu 101817 rozwiazanie silnika liniowego z regulowana predkoscia liniowa, którego induktor stanowi rdzen magnetyczny z uzwojeniem wzbudzenia a twornik warstwa pól¬ przewodnikowa zlozona z obszarów triakowych wyzwalanych magnetycznie lub bramkowo. War¬ stwa pólprzewodnikowa znajdujaca sie wewnatrz dielektrycznego materialu, rozpieta jest miedzy dwoma szynami z dobrego przewodnika elektrycz¬ nosci, podlaczonymi do zródla napiecia przemien¬ nego zasilajacego silnik. Z tego samego zródla po¬ przez szczotki i elektryczny uklad ksztaltownika pradu zasilane jest uzwojenie wzbudzenia silnika.Niedogodnosciami tak rozwiazanego silnika sa przede wszystkim problemy zwiazane zarówno z wytworzeniem warstwy pólprzewodnikowej: duze rozmiary, wysoki koszt, jak i z jej eksploatacja: duze straty energetyczne wynikajace z duzych roz¬ miarów warstwy, rozbudowane uklady odprowa¬ dzania ciepla, a takze ograniczona malym prze¬ plywem maksymalna moc silnika oraz zastosowanie stykowych urzadzen komutujacych w silniku z warstwa pólprzewodnikowa o wyzwalaniu bram¬ kowym. 123 1963 123 196 4 Celem wynalazku jest opracowanie silnika elek¬ trycznego liniowego umozliwiajacego dogodna, bez strat energii i koniecznosci stosowania dodatko¬ wych urzadzen regulacje predkosci liniowej w sze¬ rokim zakresie.Silnik liniowy wedlug wynalazku posiada na rdzeniu magnetycznym ikiduktara umieszczone, na¬ przeciw warstwy pólprzewodnikowej po obu jej stronach, zespoly zródel swiatla wyzwalajace swietlnie obszary triakowe warstwy pólprzewod- tti&owej zmj'ciujace ase aktualnie w szczelinie in- dttfctara silnika oraz uklad pomiarowy predkosci liniowej silnika. Zespoly zródel swiatla oraz uklad pomiarowy predkosci liniowej silnika zasilane sa z.iwyjs^oij^ladu re^mlatora predkosci, przy czym stgftal**z; wyjicia ^ilfcladu pomiarowego predkosci lifciiowej silnika wprowadzony jest na wejscie ukladu regulatora jpredkosci. Uklad regulatora predkosci* 'polaczony j jest poprzez styki slizgowe zJ szynamL/zafiilajacjtaai silnik i zasila uzwojenie wzbudzenia lub tez rozmieszczenie swiecacych zró¬ del swiatla w dch zespolach odpowiednóo do uchy¬ bu pomiedzy zadana wartoscia predkosci liniowej silnika wprowadzona z zewnatrz z zadajnika pred¬ kosci wejsciem do ukladu regulatora predkosci, a rzeczywista wartoscia predkosci liniowej rozwi¬ jana przez silnik pochodzaca z ukladu pomiaro¬ wego predkosci.W imnym rozwiazaniu silnika wedlug wynalazku zastosowano triaki wyzwalane magnetycznie. Silnik posiada zamontowany na rdzeniu magnetycznym induktora uklad pomiarowy predkosci liniowej sil¬ nika, który zasilany jest z ukladu regulatora pred¬ kosci do którego to regulatora predkosci wprowa¬ dzany jest sygnal z wyjsaia ukladu* pomiarowego.Uklad regulatora predkosci polaczony jest swym wejsciem ze stykami slizgowymi a wyjsciem zasila uzwojenie wzbudzenia. Na wejscie ukladu regula- to/rn doprowadzony jest takze sygnal zadawanej predkosci silnika z zewnatrz z zadajnika predkosci.Obszary triakowe. wyzwalane sa magnetycznie WBkrtoscda lub stromoscia narastania indukcji pola »a#ietyczTiego wytwarzanego w rdzeniu magne¬ tycznym przez prad uzwojenia wzbudzenia. Prad ien jest formowany przez uklad regulatora pred- ItGsci -w postaci przemiennego przebiegu impulsów o zmiennej ich szerokosci lub amplitudzie odpo- -wiednio do uchybu pomiedzy zadana wartoscia predkosoi liniowej silnika wprowadzana z zewnatrz W^jscicm do ukladu regulatora predkosci a rzeczy- .Wipt$ wartoscia predkosci liniowej rozwijana przez silnik, pochodzaca z ukladu pomiarowego pred¬ kosci. 2aleta silnika wedlug wynalazku, w porównaniu z dotychczas stosowanyrni silnikami liniowymi in¬ dukcyjnymi jest dogodna i bezstratna regulacja predkosci liniowej w szerokim zakresie, wysoki wspólczynnik mocy silnika, na który nie ma wiek¬ szego wplywu szerokosc szczeliny powietrznej mie¬ dzy twornikiem a induktorem ze wzgledu na obu¬ stronne zasilanie silnika.Przedmiot wynalazku Jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat rozwiazania konstrukcyjnego silnika liniowego tyrystorowego z warstwa pólprze¬ wodnikowa wyzwalana swietlnie, fig. 2 — silnik w przekroju podluznym w plaszczyznie A—A z fig. 1, fig. 3 — silnia w przekroju poprzecznym w plaszczyznie B—B z fig. 1, lig, 4 — schemat konstrukcyjny silnika liniowego z warstwa pól¬ przewodnikowa wyzwalana magnetycznie, fig. 5 — silnik w przekroju poprzecznym w plaszczyznie B-—B z fig. 4.Miedzy dwoma szynami 1 twornika z dobrego przewodnika pradu elektrycznego- dolaczonymi za¬ ciskami 2 do zródla pradu przemien:_egoy znajduje sie cienka warstwa pólprzewodnikowa 3 zlozona z obszarów triakowych 11 wyzwalanych swietlnie z okreslonej gestosci upakowania zaleznej od pa¬ rametrów konstrukcyjnych silnika i' zlacz triako¬ wych oraz podzielona Jia segmenty metaliczna powloka 4. Szyny 1 wraz z warstwa pólprzewodni¬ kowa 3 i powloka metaliczna 4 znajduja sie w szczelinie rdzenia magnetycznego 5 induktora zna- winietyrn na mim uzwojeniem wzbudzenia 6. Uzwo¬ jenie to zasilane jest napieciem szyn 1 poprzez styki slizgowe 7 i uklad regulatora predkosci 8, do któ¬ rego wejsciem 9 podaje sie z zadajnika sygnal za¬ dawanej predkosci liniowej silnika. Sygnal ten po¬ równywany jest w ukladzie regulatora 8 z sygna¬ lem proporcjonalnym do akutalnie rozwijanej pred¬ kosci liniowej silnika pochodzacym od ukladu po^ miarowego 12 zamontowanego na rdzeniu magne¬ tycznym 5 induktora, a zasilanym z ukladu regu¬ lacji predkosci- Uklad regulatora predkosci 8 reguluje wartosc skuteczna pradu w uzwojeniu wzbudzenia 6 oraz zasila zespoly zródel swiatla 10 umieszczone na rdzeniu megnetycznym 5 naprzeciw warstwy pól¬ przewodnikowej 3 po obu jej stronach. Prad plyr nacy przez uzwojenia 6 wytwarza w rdzeniu mag¬ netycznym 5 strumien magnetyczny przenikajacy segmenty metalicznej powloki 4 twornika. Zródla swiatla 10 wprowadzaja w stan przewodzenia ob¬ szary triakowe' znajdujace sie aktualnie w szczeli¬ nie induktora i przez segmenty metalicznej pow¬ loki 4 twornika, znajdujace sie w polu magnetycz¬ nym induktora, plynie prad. W wyniku oddzialy¬ wania pola magnetycznego induktora na prady plynace w segmentach metalicznej powloki 4 twor¬ nika powstaje sila elektrodynamiczna powodujaca przemieszczanie sie induktora wzdluz twornika.W przedstawionym na fig. 4 i fig. 5 odmiennym rozwiazaniu konstrukcyjnego silnika, zastosowano w tworniku silnika warstwe pólprzewodnikowa ? . wyzwalana magnetycznie. Uklad regulatora pred¬ kosci 8 zasila uzwojenie wzbudzenia 6 oraz uklad pomiarowy 12 predkosci liniowej silnika. Natomiast do wejsc ukladu regulatora 8 doprowadza sie na¬ piecie zasilajace z szyn 1 poprzez styki slizgowe 7, sygnal aktualnie rozwijanej predkosci silnika po¬ chodzacy od ukladu pomiarowego IZ oraz sygnal zadawanej predkosci silnika pochodzacy z zewnatrz z zadajnika dolaczonego do wejscia 9. regulacji predkosci liniowej silnika w przypadku zastosowania w tworniku warstwy pólprzewodni¬ kowej wyzwalanej swietlnie dokonywac mozna Wartoscia strumienia magnetycznego .przenikaja¬ cego metaliczna powloke twornika poprzez zmiane wartosci pradu .wzbudzenia w uzwojeniu induktora 10 15 20 * M 40 50 55 605 123196 6 silnika lub tez iloscia segmentów powloki twornika przewodzacych prad a znajdujacych sie w polu magnetycznym induktora zalezna od rozmieszczenia swiecacych zródel swiatla wyzwalania w ich zes¬ polach. Natomiast w przypadku zastosowania w tworniku warstwy pólprzewodnikowej wyzwalanej magnetycznie, regulacji predkosci liniowej silnika dokonywac mozna poprzez odpowiednie formowa¬ nia pradu wzbudzenia w uzwojeniu induktora w postaci przemiennego przebiegu prostokatnego o czestotliwosci zgodnej z czestotliwoscia zródla zasilajacego silnik lecz o zmiennej szerokosci im¬ pulsów prostokatnych pradu realizowane przez elektryczny uklad regulatora predkosci.W procesie regulacji predkosci liniowej silnika sygnal zadawanej wartosci predkosci wprowadza sie do elektrycznego ukladu regulacji gdzie porów¬ nywany jest z sygnalem proporcjonalnym do aktu¬ alnie rozwijanej predkosci silnika a pochodzacym od ukladu pomiarowego predkosci zamontowanego na rdzeniu magnetycznym induktora.Zastrzezenia patentowe 1. Silnik elektryczny liniowy z regulowana pred¬ koscia liniowa, z induktora w postaci rdzenia mag¬ netycznego z nawinietym na nim uzwojeniem. wzbudzenia, zawierajacy twornik w postaci podzie¬ lonej na segmenty powloki metalicznej zaopatrzo¬ nej w warstwe pólprzewodnikowa zlozona z ob¬ szarów triakowych, umieszczony miedzy zasilaja¬ cymi" szynami slizgowymi dolaczonymi zaciskami do zródla napiecia przemiennego zasilajacego rów¬ niez poprzez styki slizgowe uzwojenie wzbudzenia, znamienny tym, ze na rdzeniu magnetycznym (5) induktora umieszczone sa naprzeciw warstwy pól¬ przewodnikowej (3) po obu jej stronach, zespoly zródel swiatla (10) wyzwalajace obszary triakowe (11) warstwy pólprzewodnikowej (3) oraz zamon¬ towany jest uklad pomiarowy (12) predkosci linio¬ wej silnika, a do styków slizgowych (7) dolaczone jest wejscie ukladu regulatora predkosci (8), z któ¬ rego wyjsc zasilane sa odpowiednie uzwojenia wzbudzenia (6), zespoly zródel swiatla (10) oraz uklad pomiarowy (12) predkosci liniowej silnika, przy czym, uklad regulatora predkosci (8) zmienia wartosc pradu w uzwojeniu wzbudzenia (6) lub tez rozmieszczenie swiecacych zródel swiatla w ich zes- i polach (10) odpowiednio do .uchybu pomiedzy zada¬ wana wartoscia predkosci liniowej silnika wprowa¬ dzana z zewnatrz z zadajnika predkosci wejsciem (9) do ukladu regulatora predkosci (8) a rzeczy¬ wista wartoscia predkosci liniowej rozwijana przez silnik, a pochodzaca z ukladu pomiarowego pred¬ kosci (12) i wprowadzana do ukladu regulatora predkosci (8). 2. Silnik elektryczny.liniowy.z, regiilowanaTpred¬ koscia liniowa, z induktore_in_jv£ postaci rdzenia magnetycznego z nawinietym na nim uzwojeniem wzbudzenia, zawierajacy-twornik-w postaci podzie¬ lonej na segmenty powloki metalicznej zaopatrzo¬ nej w warstwe pólprzewodnikowa zlozona z obsza¬ rów triakowych, umieszczony miedzy zasilajacymi szynami slizgowymi dolaczonymi zaciskami do zródla napiecia przemiennego zasilajacego równiez przez styki slizgowe uzwojenie, wzbudzenia, zna¬ mienny tym, ze na rdzeniu magnetycznym (5) za¬ montowany jest uklad pomiarowy (12) predkosci liniowej silnika, a do styków slizgowych (7) dola¬ czone jest wejscie ukladu regulatora predkosci (8) z którego wyjsc zasilane sa odpowiednio uzwojenie wzbudzenia (6) oraz uklad pomiarowy (12) pred¬ kosci liniowej silnika, przy czym obszary triakowe (11) wyzwalane sa magnetycznie wartoscia lub stromoscia narastania indukcjf pola magnetycznego wytwarzanego w rdzeniu jnagnetycznym (5) przez prad uzwojenia wzbudzenia ;(&) formowany przez uklad regulatora predkosci ^Cw postaci przemien¬ nego przebiegu impulsów "o* zmiennej ich szerokosci lub amplitudzie odpowiednio do uchybu pomiedzy zadawana wartoscia predkosci liniowej silnika wprowadzana z zewnatrz z zadajnika predkosci wejsciem, (8) do ukladu regulatora predkosci (8) a rzeczywista wartoscia predkosci liniowej rozwija¬ na przez silnik pochodzaca z ukladu pomiarowego predkosci (12) a wprowadzana do ukladu regulatora predkosci (8). u 20 2fi 3G 35123 196 B-B Fig.5 • • • • • • •O •win •«» ••*•••*••••• ••*• •»«*•( -Lfi.OZGrat. Z.t. Dz-wo, z. 92 (90+15) 10.64 Cena IN sl PL