RU123261U1 - Стержневой линейный электрический двигатель - Google Patents

Abstract

1. Стержневой линейный электрический двигатель, содержащий бегун и статор, состоящий из поперечного стержня с обмоткой возбуждения и двух продольных стержней с якорной обмоткой, отличающийся тем, что продольные стержни выполнены с круглым сечением, а бегун состоит из двух частей, охватывающих продольные стержни, и соединяющей перемычки шириной l, при этом толщина охватывающей части бегуна b удовлетворяет соотношению b=lφ/(2·180), где φ - угол в градусах дуги внутренней окружности охватывающей части бегуна в соответствующем месте.2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что охватывающие части бегуна выполнены с переменным сечением, площадь которого равна отношению расчетной величины магнитного потока на этом участке к расчетному значению магнитной индукции.3. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что внешняя огибающая охватывающей части бегуна в полярных координатах удовлетворяет соотношению ρ=R+δ+lφ/(2·180), где R - радиус продольного стержня, δ - величина рабочего воздушного зазора машины.4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что статор содержит два направляющих штока.5. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что направляющие штоки выполнены из немагнитного материала.6. Двигатель по п.1 или 4, отличающийся тем, что бегун оснащен направляющими втулками, охватывающими направляющие штоки.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель.

Полезная модель относится к разделу электричества, а именно, к электрическим машинам возвратно-поступательного движения и может быть использована при создании электроприводов.

Уровень техники.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является стержневой линейный электрический двигатель, содержащий бегун и статор, состоящий из поперечного стержня с обмоткой возбуждения и двух продольных стержней с якорной обмоткой, (см. патент RU №2038680).

В известном двигателе якорная обмотка состоит из прямоугольных витков, лобовые части, которых не взаимодействуют с рабочим магнитным потоком, что приводит к ограничению тягового усилия и к неэффективному использованию обмотки. При этом для прямоугольника отношение периметра к площади не является минимальным, что приводит к перерасходу обмоточного провода. Кроме того, технология изготовления прямоугольных стержней и пазов на них связана с повышенными материалоемкостью, трудоемкостью и энергоемкостью, что приводит к удорожанию двигателя. Не все участки бегуна имеют сечение, площадь которого равна отношению расчетной величины магнитного потока на этом участке к расчетному значению магнитной индукции, что приводит либо к перенасыщению участков, либо к перерасходу ферромагнитного материала и утяжелению двигателя.

Раскрытие полезной модели.

Задача, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, заключается в снижении затрат на изготовление магнитной системы двигателя, повышении эффективности использования ферромагнитного материала, обмотки и уменьшении расхода обмоточного провода.

Технический результат заключается в обеспечении равномерного взаимодействия всех участков якорной обмотки с рабочим магнитным потоком и равномерного магнитного насыщения всех участков охватывающей части бегуна, повышении тягового усилия, уменьшении длины провода якорной обмотки, снижении материалоемкости двигателя, трудоемкости и энергоемкости изготовления продольных стержней двигателя.

Технический результат обеспечивается следующей совокупностью признаков: стержневой линейный электрический двигатель, содержащий бегун и статор, состоящий из поперечного стержня с обмоткой возбуждения и двух продольных стержней с якорной обмоткой, отличающийся тем, что продольные стержни выполнены с круглым сечением, а бегун состоит из двух частей, охватывающих продольные стержни, и соединяющей перемычки шириной l, при этом толщина охватывающей части бегуна b удовлетворяет соотношению b=lφ/(2·180), где φ - угол в градусах дуги внутренней окружности охватывающей части бегуна в соответствующем месте.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, и технический результат взаимосвязаны следующим образом.

Обеспечение равномерного взаимодействия всех участков якорной обмотки с рабочим магнитным потоком и равномерного магнитного насыщения всех участков охватывающей части бегуна, повышение тягового усилия, уменьшение длины провода якорной обмотки, снижение материалоемкости двигателя, трудоемкости и энергоемкости изготовления продольных стержней двигателя снижает затраты на изготовление магнитной системы двигателя, повышает эффективность использования ферромагнитного материала, обмотки и уменьшает расход обмоточного провода.

Краткое описание чертежей.

На фиг.1 изображен стержневой линейный электрический двигатель, на фиг.2 - половина бегуна.

Осуществление полезной модели.

Полезная модель может быть осуществлена следующим образом.

У стержневого линейного электрического двигателя, содержащего бегун и статор, состоящий из поперечного стержня с обмоткой возбуждения и двух продольных стержней с якорной обмоткой, продольные стержни выполнены с круглым сечением, а бегун состоит из двух частей, охватывающих продольные стержни, и соединяющей перемычки шириной l, при этом толщина охватывающей части бегуна b удовлетворяет соотношению b=lφ/(2·180), где φ - угол в градусах дуги внутренней окружности охватывающей части бегуна в соответствующем месте (см. чертеж).

Таким образом, назначение полезной модели - применение ее в качестве стержневого линейного электрического двигателя - реализуется.

Сведения, подтверждающие возможность получения при осуществлении полезной модели технического результата (причинно-следственная связь существенных признаков с указанным техническим результатом), состоят в следующем.

Выполнение продольных стержней с круглым сечением, а бегуна - состоящим из двух частей, охватывающих продольные стержни, и соединяющей перемычки шириной l, при этом толщина охватывающей части бегуна b удовлетворяет соотношению b=lφ/(2·180), где φ - угол в градусах дуги внутренней окружности охватывающей части бегуна в соответствующем месте, приводит к равномерному взаимодействию всех участков якорной обмотки с рабочим магнитным потоком и равномерному магнитному насыщению всех участков охватывающей части бегуна, повышению тягового усилия, уменьшению длины провода якорной обмотки, снижению материалоемкости двигателя, трудоемкости и энергоемкости изготовления продольных стержней двигателя. При этом снижение материалоемкости, трудоемкости и энергоемкости обусловлено тем, что для изготовления стержней прямоугольного сечения, в отличие от стержней круглого сечения подобрать заготовку с небольшими припусками практически невозможно, поэтому для изготовления первых приходится срезать больше металла. Кроме того, круглый стержень может быть обработан при одной установке на станке, а для прямоугольного требуется как минимум четыре установки (по числу граней). Все участки бегуна имеют сечение, площадь которого равна отношению расчетной величины магнитного потока на этом участке к расчетному значению магнитной индукции, что исключает как перенасыщение участков, так и перерасход ферромагнитного материала и утяжеление двигателя.

Следовательно, совокупность существенных признаков достаточна для достижения обеспечиваемого полезной моделью технического результата.

Описание конструкции устройства:

У стержневого линейного электрического двигателя, содержащего бегун 1 и статор 2, состоящий из поперечного стержня 3 с обмоткой возбуждения 4 и двух продольных стержней 5 с якорной обмоткой 6, продольные стержни 5 выполнены с круглым сечением, а бегун 1 охватывает продольные стержни 5, при этом охватывающие части 7 бегуна 1 выполнены с переменным сечением, площадь которого не меньше отношения расчетной величины магнитного потока на этом участке к расчетному значению магнитной индукции. Бегун 1 состоит из двух частей 7, охватывающих продольные стержни 5, и соединяющей перемычки 8 шириной l. Статор 2 содержит два направляющих штока 9. Бегун 1 оснащен направляющими втулками 10, охватывающими направляющие штоки 9.

Двигатель работает следующим образом.

Обмотка возбуждения 4 создает магнитный поток, который локализуется в поперечном стержне 3, первом продольном стержне 5, бегуне 1 и втором продольном стержне. Магнитный поток в рабочих воздушных зазорах взаимодействует с током якорной обмотки 6, в результате чего в соответствии с законом Ампера возникает тяговое усилие. Магнитный поток в рабочих зазорах распределен равномерно вдоль окружности продольных стержней 5, поэтому все участки якорной обмотки 6, находящейся под полюсами бегуна 1, используются для создания тягового усилия.

Таким образом, у предлагаемого стержневого линейного электрического двигателя, в отличие от прототипа, снижаются затраты на изготовление магнитной системы двигателя, повышается эффективность использования ферромагнитного материала, обмотки и уменьшается расход обмоточного провода.

Эффективность предлагаемого стержневого линейного электрического двигателя обусловливается его улучшенной конструкцией.

Claims (6)

1. Стержневой линейный электрический двигатель, содержащий бегун и статор, состоящий из поперечного стержня с обмоткой возбуждения и двух продольных стержней с якорной обмоткой, отличающийся тем, что продольные стержни выполнены с круглым сечением, а бегун состоит из двух частей, охватывающих продольные стержни, и соединяющей перемычки шириной l, при этом толщина охватывающей части бегуна b удовлетворяет соотношению b=lφ/(2·180), где φ - угол в градусах дуги внутренней окружности охватывающей части бегуна в соответствующем месте.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что охватывающие части бегуна выполнены с переменным сечением, площадь которого равна отношению расчетной величины магнитного потока на этом участке к расчетному значению магнитной индукции.

3. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что внешняя огибающая охватывающей части бегуна в полярных координатах удовлетворяет соотношению ρ=R+δ+lφ/(2·180), где R - радиус продольного стержня, δ - величина рабочего воздушного зазора машины.

4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что статор содержит два направляющих штока.

5. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что направляющие штоки выполнены из немагнитного материала.

6. Двигатель по п.1 или 4, отличающийся тем, что бегун оснащен направляющими втулками, охватывающими направляющие штоки.