RU107393U1

RU107393U1 - MAGNETIC DRIVE SYSTEM

Info

Publication number: RU107393U1
Application number: RU2011113080/07U
Authority: RU
Inventors: Сергей Васильевич Колесников; Виталий Григорьевич Собянин; Сергей Сергеевич Пеняков
Priority date: 2011-04-05
Filing date: 2011-04-05
Publication date: 2011-08-10

Abstract

1. Магнитная система привода, содержащая статор из двух частей и якорь, выполненные на основе постоянных магнитов, части статора установлены разноименными полюсами друг к другу с образованием воздушного зазора, в котором размещен якорь, при этом статор и якорь установлены с возможностью перемещения одного из них в плоскости, ортогональной силовым линиям магнитного поля в зазоре, отличающаяся тем, что каждая часть статора выполнена наборной из полюсных постоянных магнитов чередующейся полярности и межполюсных постоянных магнитов, прилегающих к полюсным разноименными полюсами, причем поверхности каждой части статора со стороны воздушного зазора образованы только полюсными магнитами, а якорь выполнен наборным из постоянных магнитов чередующейся полярности, намагниченных параллельно силовым линиям магнитного поля в зазоре. ! 2. Магнитная система привода по п.1, отличающаяся тем, что статор и якорь установлены с возможностью взаимного перемещения. 1. A magnetic drive system containing a two-part stator and an anchor made on the basis of permanent magnets, the stator parts are installed with opposite poles to each other with the formation of an air gap in which the anchor is placed, while the stator and anchor are mounted with the possibility of moving one of them in a plane orthogonal to the lines of force of the magnetic field in the gap, characterized in that each part of the stator is made up of alternating pole polar permanent magnets and inter polar polar magnets, adjoining opposite to the opposite poles, moreover, the surfaces of each stator part from the side of the air gap are formed only by pole magnets, and the armature is composed of permanent magnets of alternating polarity magnetized parallel to the magnetic field lines in the gap. ! 2. The magnetic drive system according to claim 1, characterized in that the stator and the armature are mounted with the possibility of mutual movement.

Description

Полезная модель относится к силовым устройствам с постоянными магнитами и может быть использована в любых механизмах с силовой магнитной связью перемещающихся звеньев.The utility model relates to power devices with permanent magnets and can be used in any mechanisms with power magnetic coupling of moving links.

Известна «Магнитная система привода» (а.с. СССР №920974, Н02К 33/02, H01F 7/13, опубл. 15.04.1982, Бюл. №14), содержащая неподвижный магнитопровод с закрепленным на нем, по крайней мере, одним постоянным магнитом и якорь из магнитомягкого материала. Якорь и магнитопровод образуют, по крайней мере, два немагнитных зазора. Полюс магнита обращен в немагнитный зазор. Якорь установлен с возможностью перемещения относительно магнитопровода вдоль эквипотенциала полюса постоянного магнита, при этом перекрытие якоря и магнитопровода в немагнитном зазоре изменяется. Недостатком этой магнитной системы является то, что она имеет невысокие удельные характеристики из-за наличия большой доли (относительно магнита) пассивных элементов в виде магнитомягких магнитопроводов.The well-known "Magnetic drive system" (AS USSR No. 920974, Н02К 33/02, H01F 7/13, publ. 04/15/1982, Bull. No. 14), containing a fixed magnetic circuit with at least one fixed on it permanent magnet and soft magnetic material anchor. Anchor and magnetic circuit form at least two non-magnetic gaps. The pole of the magnet faces the non-magnetic gap. The armature is mounted with the possibility of moving relative to the magnetic circuit along the equipotential of the pole of the permanent magnet, while the overlap of the armature and magnetic circuit in the non-magnetic gap changes. The disadvantage of this magnetic system is that it has low specific characteristics due to the presence of a large proportion (relative to the magnet) of passive elements in the form of soft magnetic cores.

Наиболее близкой к заявляемой магнитной системе является «Магнитная система привода» (а.с. СССР №972636, Н02К 33/02, H01F 7/13, опубл. 07.11.1982, Бюл. №41), содержащая неподвижный магнитопровод и постоянные магниты. Два магнита жестко зафиксированы на магнитопроводе с образованием воздушного зазора, обращены в этот зазор разноименными полюсами и являются статором. Третий магнит является якорем и установлен так, что имеет возможность перемещаться в зазоре вдоль эквипотенциала полюсов постоянных магнитов, при этом полюса магнитов на магнитопроводе и полюса магнита на якоре являются разноименными. Благодаря такому построению якоря увеличивается удельная характеристика магнитной системы привода, а, значит, и тяговое усилие без увеличения массогабаритных параметров последней. Недостатком этой системы является то, что часть потока магнитов, зафиксированных на магнитопроводе, рассеивается с поверхностей магнитопровода, уменьшая тем самым величину рабочего потока, а значит, и удельные характеристики магнитной системы привода.Closest to the claimed magnetic system is the "Magnetic drive system" (AS USSR No. 972636, H2K 33/02, H01F 7/13, publ. 11/07/1982, Bull. No. 41), containing a fixed magnetic circuit and permanent magnets. Two magnets are rigidly fixed on the magnetic circuit with the formation of an air gap, turned into this gap by opposite poles and are a stator. The third magnet is an anchor and installed so that it can move along the equipotential of the poles of permanent magnets in the gap, while the poles of the magnets on the magnetic circuit and the poles of the magnet on the anchor are opposite. Thanks to this construction of the anchor, the specific characteristic of the magnetic drive system increases, and, therefore, the traction force without increasing the overall dimensions of the latter. The disadvantage of this system is that part of the flux of magnets fixed on the magnetic circuit is scattered from the surfaces of the magnetic circuit, thereby reducing the magnitude of the working flux, and hence the specific characteristics of the magnetic drive system.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании магнитной системы привода, обеспечивающей максимальное тяговое усилие.The problem to which the claimed utility model is directed is to create a magnetic drive system that provides maximum traction.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели, состоит в увеличении значения тягового усилия магнитной системы привода при минимальных габаритах (или получении при заданных габаритах магнитной системы максимального значения тягового усилия).The technical result achieved by using the inventive utility model consists in increasing the traction value of the magnetic drive system with minimum dimensions (or obtaining the maximum traction value at given dimensions of the magnetic system).

Это достигается тем, что в магнитной системе привода, содержащей статор из двух частей и якорь, выполненные на основе постоянных магнитов, части статора установлены разноименными полюсами друг к другу с образованием воздушного зазора, в котором размещен якорь, при этом статор и якорь установлены с возможностью перемещения одного из них в плоскости, ортогональной силовым линиям магнитного поля в зазоре, новым является то, что каждая часть статора выполнена наборной из полюсных постоянных магнитов чередующейся полярности и межполюсных постоянных магнитов, прилегающих к полюсным разноименными полюсами, причем поверхности каждой части статора со стороны воздушного зазора образованы только полюсными магнитами, а якорь выполнен наборным из постоянных магнитов чередующейся полярности, намагниченных параллельно силовым линиям магнитного поля в зазоре.This is achieved by the fact that in a magnetic drive system containing a two-part stator and an armature made on the basis of permanent magnets, the stator parts are mounted with opposite poles to each other with the formation of an air gap in which the armature is placed, while the stator and armature are installed with the possibility of the displacement of one of them in a plane orthogonal to the magnetic field lines in the gap, it is new that each part of the stator is made up of alternating polar and permanent poles of permanent magnets toyannyh magnet adjacent to the pole opposite poles, wherein a surface of each stator pole magnets with only formed of the air gap and the armature is typesetting of alternating polarity permanent magnets magnetized parallel to the magnetic field lines in the gap.

В заявляемой магнитной системе статор состоит из двух частей, каждая из которых выполнена наборной из полюсных и межполюсных магнитов. Статорные части расположены таким образом, что образуют воздушный зазор, в который полюсные магниты обращены полюсами. При этом активная длина в направлении намагниченности межполюсных магнитов имеет максимально возможный размер при сохранении размеров полюсных магнитов. Активная длина полюсных магнитов, ориентированная в направлении намагниченности, равна высоте одной статорной части привода. Якорь выполнен наборным из постоянных магнитов чередующейся полярности и расположен в воздушном зазоре. Вектор намагниченности каждого из магнитов якоря параллелен силовым линиям магнитного поля в зазоре. Таким образом, полюсные и межполюсные постоянные магниты с максимально возможной активной длиной «организуют» прохождение рабочего потока в направлении своей намагниченности с максимально возможной намагничивающей силой и минимальным рассеянием (ввиду отсутствия пассивных элементов - магнитопроводов), а магниты якоря, намагниченные в указанном выше направлении, усиливают намагничивающую силу рабочего потока, следствием чего является максимально возможное тяговое усилие магнитной системы привода.In the inventive magnetic system, the stator consists of two parts, each of which is made of a set of pole and interpolar magnets. The stator parts are arranged so that they form an air gap into which the pole magnets face the poles. In this case, the active length in the direction of magnetization of the interpolar magnets has the maximum possible size while maintaining the dimensions of the pole magnets. The active length of the pole magnets, oriented in the direction of magnetization, is equal to the height of one stator part of the drive. The anchor is made of alternating polarity permanent magnets and is located in the air gap. The magnetization vector of each of the armature magnets is parallel to the magnetic field lines in the gap. Thus, the pole and interpolar permanent magnets with the maximum possible active length “organize” the passage of the working stream in the direction of their magnetization with the maximum possible magnetizing force and minimal scattering (due to the absence of passive elements - magnetic circuits), and the armature magnets magnetized in the above direction reinforce the magnetizing force of the working stream, the consequence of which is the maximum possible traction force of the magnetic drive system.

Кроме того, для создания тяговых усилий в противоположных направлениях статор и якорь выполняют подвижными с возможностью взаимного перемещения.In addition, to create traction in opposite directions, the stator and the armature are movable with the possibility of mutual movement.

На фиг.1 представлен вид сбоку заявляемой конструкции магнитной системы привода с линейным перемещением якоря в исходном состоянии.Figure 1 presents a side view of the claimed design of the magnetic drive system with linear movement of the armature in the initial state.

На фиг.2 представлен вид сбоку заявляемой конструкции магнитной системы привода с линейным перемещением якоря во взведенном состоянии.Figure 2 presents a side view of the claimed design of the magnetic drive system with linear movement of the armature in a cocked state.

Магнитная система привода состоит из двух статорных частей 1 и якоря 2 (Фиг.1). Целесообразно каждую часть выполнять наборной из n полюсных магнитов 3 и (n+1) межполюсных магнитов 4 (Фиг.2), а якорь 2 (Фиг.1) - наборным из n магнитов 5 (Фиг.2). Полюсные магниты 3 и межполюсные магниты 4 (Фиг.2) каждой статорной части 1 (Фиг.1) соединены в мозаичную структуру с прилеганием разноименными полюсами. Магниты 5 (Фиг.2) якоря 2 (Фиг.1) намагничены в направлении, параллельном силовым линиям магнитного поля, создаваемого статорными частями магнитной системы привода.The magnetic drive system consists of two stator parts 1 and armature 2 (Figure 1). It is advisable to carry out each part of a stacked of n pole magnets 3 and (n + 1) interpolar magnets 4 (Figure 2), and the armature 2 (Figure 1) - stacked of n magnets 5 (Figure 2). Pole magnets 3 and interpolar magnets 4 (FIG. 2) of each stator part 1 (FIG. 1) are connected in a mosaic structure with an adjacent opposite poles. The magnets 5 (Figure 2) of the armature 2 (Figure 1) are magnetized in a direction parallel to the lines of force of the magnetic field generated by the stator parts of the magnetic drive system.

Заявляемая магнитная система привода может быть использована как для линейного, так и для углового перемещения статора и/или якоря.The inventive magnetic drive system can be used for both linear and angular movement of the stator and / or armature.

Работа заявляемого устройства показана на примере использования магнитной системы привода с зафиксированным статором и перемещающимся линейно якорем и осуществляется следующим образом. При перемещении якоря 2 из исходного положения (Фиг.1) в положение, указанное на Фиг.2, возникает рассогласование полюсов статорных частей 1 и якоря 2, изменение магнитной проводимости зазора и перераспределение магнитного потока в нем. В результате этого возникает сила, стремящаяся вернуть систему в исходное устойчивое положение и уменьшить рассогласование между статорными частями 1 и якорем 2. Межполюсные магниты 4 и полюсные магниты 3 (Фиг.2) с максимально возможной активной длиной «организуют» прохождение рабочего потока в направлении своей намагниченности с максимально возможной намагничивающей силой и минимальным рассеянием, магниты 5 (Фиг.2) увеличивают намагничивающую силу статорных частей, при этом создается максимально возможное тяговое усилие на якоре 2 (Фиг.1).The operation of the claimed device is shown by the example of using a magnetic drive system with a fixed stator and a linearly moving armature and is carried out as follows. When moving the armature 2 from the initial position (Figure 1) to the position indicated in Figure 2, there is a mismatch of the poles of the stator parts 1 and the armature 2, a change in the magnetic conductivity of the gap and redistribution of the magnetic flux in it. As a result of this, a force arises, striving to return the system to its original stable position and reduce the mismatch between the stator parts 1 and the armature 2. The interpolar magnets 4 and pole magnets 3 (Figure 2) with the maximum possible active length “organize” the passage of the working flow in the direction of magnetization with the maximum possible magnetizing force and minimal scattering, magnets 5 (Figure 2) increase the magnetizing force of the stator parts, while creating the maximum possible pulling force at anchor 2 (Figure 1).

Claims

1. A magnetic drive system containing a two-part stator and an anchor made on the basis of permanent magnets, the stator parts are installed with opposite poles to each other with the formation of an air gap in which the anchor is placed, while the stator and anchor are mounted with the possibility of moving one of them in a plane orthogonal to the lines of force of the magnetic field in the gap, characterized in that each part of the stator is made up of alternating pole polar permanent magnets and inter polar polar magnets, adjoining opposite to the opposite poles, moreover, the surfaces of each stator part from the side of the air gap are formed only by pole magnets, and the armature is composed of permanent magnets of alternating polarity magnetized parallel to the magnetic field lines in the gap.

2. The magnetic drive system according to claim 1, characterized in that the stator and the armature are mounted with the possibility of mutual movement.