RU2370874C1 - Linear motor - Google Patents

Linear motor Download PDF

Info

Publication number
RU2370874C1
RU2370874C1 RU2008112342/09A RU2008112342A RU2370874C1 RU 2370874 C1 RU2370874 C1 RU 2370874C1 RU 2008112342/09 A RU2008112342/09 A RU 2008112342/09A RU 2008112342 A RU2008112342 A RU 2008112342A RU 2370874 C1 RU2370874 C1 RU 2370874C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
anchor
springs
fixed
shaft
Prior art date
Application number
RU2008112342/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Владимирович Никитенко (RU)
Геннадий Владимирович Никитенко
Виталий Анатольевич Гринченко (RU)
Виталий Анатольевич Гринченко
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Priority to RU2008112342/09A priority Critical patent/RU2370874C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2370874C1 publication Critical patent/RU2370874C1/en

Links

Landscapes

  • Linear Motors (AREA)

Abstract

FIELD: electric engineering.
SUBSTANCE: invention is related to electric engineering, in particular to linear electric motors and may be used for drive of batchers, pumps, valves and other mechanisms. Linear motor consists of the following components: cylindrical body (1), in which two integral cylindrical "П"-shaped magnetic cores (3) with magnetising coils (4, 5) are fixed by bolts (2). Shaft (7) is inserted into holes of magnetic cores (3) via sliding bearings (6) with two springs (8), between which anchor (9) is fixed in the middle at the right angle. Angle (9) consists of two disk magnetic inserts (10), between which there is a non-magnetic layer (11). In non-magnetic layer (11) of anchor there are four slots provided for fixing balls (12) with springs (13), which are closed with limiting covers (14) with holes for ball (12). Ball (12) emerges from hole so that to get into groove on internal surface of body (1), when magnetising coils (4, 5) are disconnected. It is necessary for anchor (9) under action of springs (8) to take middle position and be fixed in it. Body (1), magnetic cores (3) and magnetic inserts (10) of anchor are made of soft magnetic material, and shaft (7) and non-magnetic layer (11) of anchor - from non-magnetic materials.
EFFECT: creation of amplitude control, and also possibility to fix anchor in any position within the limits of working travel.
1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к линейным электродвигателям, и может быть использовано для привода дозаторов, насосов, клапанов и других механизмов.The invention relates to electrical engineering, in particular to linear electric motors, and can be used to drive dispensers, pumps, valves and other mechanisms.

Уровень техникиState of the art

Известен линейный двигатель, состоящий из статора и якоря, статор содержит шпильки, на которые надеты магнитные основания, полюсы, немагнитные втулки, а также магнитные обручи, немагнитные шайбы, намагничивающиеся катушки. Якорь содержит стержень, на котором крепятся магнитные и немагнитные гайки. Осевые длины магнитных и немагнитных элементов статора и якоря определяются чередованием относительных чисел 1 и 3 (см. а.с. RU №2108651, кл. Н02К 33/02, Н02К 41/03).A linear motor consisting of a stator and an armature is known, the stator contains pins on which magnetic bases, poles, non-magnetic bushings are mounted, as well as magnetic hoops, non-magnetic washers, magnetizing coils. The anchor contains a rod on which magnetic and non-magnetic nuts are attached. The axial lengths of the magnetic and non-magnetic elements of the stator and the armature are determined by the alternation of relative numbers 1 and 3 (see AS RU No. 2108651, class N02K 33/02, N02K 41/03).

Недостатком аналога является сложность изготовления.The disadvantage of an analogue is the complexity of manufacturing.

Известен электромагнитный двигатель, содержащий цилиндрический магнитопровод, состоящий из корпуса, сердечника, соединяющего их фланца, обмотку, расположенную вокруг сердечника, и плоский внешний прямоходовой якорь с ферромагнитным шунтом, выполненным в виде кольца, плоский внешний прямоходовой якорь выполнен немагнитным (см. а.с. RU №2159984, кл. Н02К 33/02, H01F 7/18).A known electromagnetic motor containing a cylindrical magnetic circuit, consisting of a housing, a core connecting their flanges, a winding located around the core, and a flat external forward anchor with a ferromagnetic shunt made in the form of a ring, a flat external forward anchor is made non-magnetic (see.c. . RU No. 2159984, CL H2K 33/02, H01F 7/18).

Данный аналог имеют следующие недостатки: нет возможности фиксировать якорь в промежуточном положении и изменять амплитуду перемещений якоря.This analogue has the following disadvantages: it is not possible to fix the anchor in an intermediate position and change the amplitude of the armature movements.

Наиболее близким по технической сущности, достигаемому эффекту и принимаемый авторами за прототип является электромагнитный двигатель, содержащий цилиндрический магнитопровод, состоящий из корпуса, сердечника и соединяющего их фланца, а также обмотку, расположенную вокруг сердечника, и закрепленный на валу плоский внешний прямоходный ферромагнитный якорь с шунтом, выполненным в виде кольца, на якоре выполнено дополнительное кольцо, расположенное с внешней стороны относительно шунта, при этом в корпусе со стороны якоря выполнена проточка, соответствующая форме дополнительного кольца (см. а.с. RU №2236744, кл. Н02К 33/02, H01F 7/18).The closest in technical essence, the effect achieved and accepted by the authors for the prototype is an electromagnetic motor containing a cylindrical magnetic circuit consisting of a housing, a core and a flange connecting them, as well as a winding located around the core, and a flat external forward-flow ferromagnetic armature with a shunt fixed to the shaft made in the form of a ring, an additional ring is located on the anchor located on the outside relative to the shunt, while in the case on the side of the anchor a prot ovary corresponding form additional rings (see. AS RU №2236744, Cl. N02K 33/02, H01F 7/18).

Недостатками прототипа является то, что в нем нет защиты внутренних деталей от воздействий окружающей среды, на валу не установлены подшипники скольжения, якорь перемещается только из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее и нет возможности создавать промежуточные положения якоря, высокая сложность изготовления.The disadvantages of the prototype is that it does not protect the internal parts from environmental influences, the bearings are not mounted on the shaft, the armature moves only from the lowermost position to the highest upper and there is no possibility to create intermediate positions of the anchor, high manufacturing complexity.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат, который может быть достигнут с помощью изобретения, сводится к созданию возвратно-поступательных движений якоря регулируемой амплитуды, а также возможности фиксирования якоря в любом положении в пределах рабочего хода.The technical result that can be achieved using the invention is reduced to the creation of reciprocating movements of the armature of adjustable amplitude, as well as the possibility of fixing the armature in any position within the working stroke.

Технический результат достигается с помощью линейного двигателя, содержащего цилиндрический корпус, в котором болтами закреплены два цельных цилиндрических магнитопровода П-образной формы с намагничивающими катушками. В отверстия магнитопроводов через подшипники скольжения вставлен вал с двумя пружинами, между которыми посередине под прямым углом закреплен якорь. Якорь состоит из двух дисковых магнитных вставок, между которыми находится немагнитная прослойка. В немагнитной прослойке якоря выполнены четыре выреза под фиксирующие шарики с пружинами, которые закрыты ограничивающими крышками с отверстиями для шарика. Шарик выглядывает из отверстия таким образом, чтобы попасть в бороздку на внутренней поверхности корпуса при отключении намагничивающих катушек.The technical result is achieved using a linear motor containing a cylindrical body, in which two integral cylindrical U-shaped magnetic cores with magnetizing coils are bolted. A shaft with two springs is inserted into the holes of the magnetic circuits through the plain bearings, between which an anchor is fixed in the middle at right angles. An anchor consists of two disk magnetic inserts between which there is a non-magnetic layer. In the non-magnetic layer of the anchor there are four cutouts for fixing balls with springs, which are closed by bounding caps with holes for the ball. The ball peeks out of the hole so as to get into the groove on the inner surface of the housing when the magnetizing coils are turned off.

Применение заявляемого линейного двигателя позволит упростить конструкцию и расширить ее функциональность.The use of the inventive linear motor will simplify the design and expand its functionality.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На чертеже представлен общий вид и разрез линейного двигателя.The drawing shows a General view and section of a linear motor.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Линейный двигатель состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором болтами 2 закреплены два цельных цилиндрических магнитопровода 3 П-образной формы с намагничивающими катушками 4, 5. В отверстия магнитопроводов 3 через подшипники скольжения 6 вставлен вал 7 с двумя пружинами 8, между которыми посередине под прямым углом закреплен якорь 9. Якорь 9 состоит из двух дисковых магнитных вставок 10, между которыми находится немагнитная прослойка 11. В немагнитной прослойке 11 якоря выполнены четыре выреза под фиксирующие шарики 12 с пружинами 13, которые закрыты ограничивающими крышками 14 с отверстиями для шарика 12. Шарик 12 выглядывает из отверстия таким образом, чтобы попасть в бороздку на внутренней поверхности корпуса 1 при отключении намагничивающих катушек 4, 5. Это необходимо для того, чтобы якорь 9 под действием пружин 8 занял среднее положение и зафиксировался в нем. Корпус 1, магнитопроводы 3 и магнитные вставки 10 якоря выполнены из магнитомягкого материала, а вал 7 и немагнитная прослойка 11 якоря - из немагнитных материалов.The linear motor consists of a cylindrical housing 1, in which two integral U-shaped cylindrical magnetic cores 3 are fixed with bolts 2 with magnetizing coils 4, 5. A shaft 7 with two springs 8 is inserted through the bearings of the magnetic cores 3 through the sliding bearings 6, between which in the middle there is a straight anchor 9 is fixed at an angle. Anchor 9 consists of two disk magnetic inserts 10, between which there is a non-magnetic layer 11. In the non-magnetic layer 11 of the anchor there are four cutouts for the fixing balls 12 with springs 13, which closed by bounding caps 14 with holes for the ball 12. The ball 12 looks out of the hole so as to get into the groove on the inner surface of the housing 1 when the magnetizing coils 4, 5 are turned off. This is necessary so that the anchor 9 takes middle position under the action of the springs 8 and fixed in it. The housing 1, the magnetic cores 3 and the magnetic inserts 10 of the anchor are made of soft magnetic material, and the shaft 7 and the non-magnetic layer 11 of the anchor are made of non-magnetic materials.

Линейный двигатель работает следующим образом.The linear motor operates as follows.

При подаче напряжения на намагничивающую катушку 4, протекающий в ней ток индуцирует магнитное поле, силовые линии которого замыкаются через магнитопровод 3, корпус 1 и магнитную вставку 10 якоря. При этом возникает магнитодвижущая сила, которая стремится соединить якорь 9 с магнитопроводом 3 и поднять его вверх. Плотность силовых линий в зазоре между магнитопроводом 3 и якорем 9 снижается за счет того, что их часть проходит через корпус 1. Это позволяет сделать магнитные потоки более равномерными и избежать магнитного насыщения магнитопровода 3, что в итоге дает увеличение тягового усилия линейного двигателя. Возникающее на якоре 9 линейного двигателя усилие передается через вал 7 в нагрузку.When voltage is applied to the magnetizing coil 4, the current flowing in it induces a magnetic field, the lines of force of which are closed through the magnetic circuit 3, housing 1 and the magnetic insert 10 of the armature. In this case, a magnetomotive force arises, which tends to connect the armature 9 with the magnetic core 3 and raise it up. The density of the lines of force in the gap between the magnetic circuit 3 and the armature 9 is reduced due to the fact that part of them passes through the housing 1. This allows you to make magnetic fluxes more uniform and avoid magnetic saturation of the magnetic circuit 3, which ultimately gives an increase in the traction force of the linear motor. The force arising at the anchor 9 of the linear motor is transmitted through the shaft 7 to the load.

Увеличение напряжения, подаваемого на намагничивающую катушку 4, приводит к увеличению скорости перемещения якоря 9. При необходимости зафиксировать якорь 9 в промежуточном положении увеличение напряжения, подаваемого на намагничивающую катушку 4, прекращается и одновременно с этим подается напряжение на намагничивающую катушку 5. При этом возникает магнитодвижущая сила, которая стремится опустить якорь 9 вниз. Если продолжить дальнейшее увеличение напряжения, подаваемого на намагничивающую катушку 5, то якорь 9 выйдет из равновесия и опустится вниз. Таким образом, подавая на намагничивающие катушки 4 и 5 напряжение определенной величины, можно менять положение якоря 9 из среднего в крайнее верхнее или нижние, а также меньшей амплитуды или фиксировать якорь в определенном положении.An increase in the voltage supplied to the magnetizing coil 4 leads to an increase in the speed of movement of the armature 9. If necessary, fix the armature 9 in an intermediate position, the increase in the voltage supplied to the magnetizing coil 4 is stopped and, at the same time, the voltage is applied to the magnetizing coil 5. In this case, a magnetomotive a force that seeks to lower anchor 9 down. If we continue a further increase in the voltage supplied to the magnetizing coil 5, then the armature 9 will go out of balance and drop down. Thus, applying a voltage of a certain magnitude to the magnetizing coils 4 and 5, it is possible to change the position of the armature 9 from the middle to the extreme upper or lower, as well as to a lower amplitude or to fix the armature in a certain position.

В отличие от прототипа, в заявленном линейном двигателе намагничивающие катушки могут работать одновременно, а не поочередно. Это возможно благодаря наличию в якоре немагнитной прослойки, которая разделяет магнитные системы верхней и нижней катушек. Такое разделение позволяет магнитодвижущим силам катушек одновременно воздействовать на якорь и изменять амплитуду рабочего хода или фиксировать его в любом положении в пределах рабочего хода. Также заявленный линейный двигатель отличается наличием герметичного корпуса, который является частью магнитной системы и расширяет область применения изобретения. У заявленного линейного двигателя вал закреплен на подшипниках для уменьшения трения; пружины на валу и шарики в якоре позволяют переводить и фиксировать якорь в среднем положении, что упрощает систему управления, так как начало работы всегда связано с одним и тем же положением якоря; формирование тяговой характеристики не требует изменения конструкции, а достаточно только изменять управляющий сигнал.Unlike the prototype, in the claimed linear motor, magnetizing coils can work simultaneously, and not alternately. This is possible due to the presence in the anchor of a non-magnetic interlayer that separates the magnetic systems of the upper and lower coils. This separation allows the magnetomotive forces of the coils to simultaneously act on the armature and change the amplitude of the stroke or fix it in any position within the stroke. Also claimed linear motor is characterized by the presence of a sealed enclosure, which is part of the magnetic system and expands the scope of the invention. The declared linear motor shaft mounted on bearings to reduce friction; the springs on the shaft and the balls in the anchor allow you to translate and fix the anchor in the middle position, which simplifies the control system, since the beginning of work is always associated with the same position of the anchor; the formation of the traction characteristic does not require a design change, but it is enough to change the control signal.

Применение заявляемого линейного двигателя позволит упростить конструкцию и расширить ее функциональность, а также снизить затраты на производство.The use of the inventive linear motor will simplify the design and expand its functionality, as well as reduce production costs.

Claims (1)

Линейный двигатель, содержащий два цилиндрических магнитопровода с двумя намагничивающими катушками и закрепленный на валу якорь, отличающийся тем, что в отверстия в магнитопроводах через подшипники скольжения вставлен вал с двумя пружинами, между которыми закреплен якорь, состоящий из двух дисковых магнитных вставок с немагнитной прослойкой, имеющей четыре выреза под фиксирующие шарики с пружинами, закрытыми крышками с отверстием для шарика. A linear motor containing two cylindrical magnetic circuits with two magnetizing coils and an anchor fixed to the shaft, characterized in that a shaft with two springs is inserted into the holes in the magnetic circuits through sliding bearings, between which an anchor is fixed, consisting of two disk magnetic inserts with a non-magnetic layer having four cutouts for fixing balls with springs, closed lids with a hole for the ball.
RU2008112342/09A 2008-03-31 2008-03-31 Linear motor RU2370874C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112342/09A RU2370874C1 (en) 2008-03-31 2008-03-31 Linear motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112342/09A RU2370874C1 (en) 2008-03-31 2008-03-31 Linear motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2370874C1 true RU2370874C1 (en) 2009-10-20

Family

ID=41263091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008112342/09A RU2370874C1 (en) 2008-03-31 2008-03-31 Linear motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2370874C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740513C1 (en) * 2020-04-03 2021-01-15 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Сибирский Государственный Университет Водного Транспорта" (Фгбоу Во "Сгувт") Electromagnetic motor of reciprocating motion
RU2807211C2 (en) * 2021-07-30 2023-11-13 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Сибирский Государственный Университет Водного Транспорта" (Фгбоу Во "Сгувт") Reciprocation motor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740513C1 (en) * 2020-04-03 2021-01-15 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Сибирский Государственный Университет Водного Транспорта" (Фгбоу Во "Сгувт") Electromagnetic motor of reciprocating motion
RU2807211C2 (en) * 2021-07-30 2023-11-13 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Сибирский Государственный Университет Водного Транспорта" (Фгбоу Во "Сгувт") Reciprocation motor
RU223267U1 (en) * 2023-12-11 2024-02-12 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Linear electric motor with magnetic-fluid seal units

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11165307B2 (en) Magnetic motor and method of use
US5719451A (en) Linear magnetic actuator
US5814907A (en) Electromagnetic force motor with internal eddy current damping
US11218067B2 (en) Method and apparatus for power generation
JP2001520498A (en) Linear electromagnetic machine
US20060113847A1 (en) Linear actuator
KR20160114656A (en) Linear electromagnetic actuator comprising two independent moving members
RU2370874C1 (en) Linear motor
CN115765376A (en) Linear motor and driving and controlling method thereof
KR102188617B1 (en) Electric machine
RU2694811C1 (en) Linear electric motor
RU223267U1 (en) Linear electric motor with magnetic-fluid seal units
RU2543512C1 (en) Linear electric motor
RU2236744C1 (en) Electromagnetic motor (variants)
SU1200364A1 (en) Reciprocating electric motor
RU2705205C1 (en) Linear electric motor
US20200365307A1 (en) DC/Universal Electric Motor
RU2216843C2 (en) Valve-type electric motor
SU728179A1 (en) Off-on electromagnetic drive
RU2044390C1 (en) Linear electric motor
SU1515278A1 (en) Linear electric motor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100401