RU2404502C1

RU2404502C1 - Linear asynchronous motor

Info

Publication number: RU2404502C1
Application number: RU2009144337/07A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Владиславович Куценко (RU); Вячеслав Владиславович Куценко
Original assignee: Вячеслав Владиславович Куценко
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2010-11-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: linear asynchronous motor comprises inductor made of core with three-phase winding. Secondary element comprises core, in slots of which there are insulated electroconductive rods arranged one over the other as closed at one side by a common electroconductive bus, and at the other side - by closing cylinder made of electroconductive and insulating parts, installed with the possibility of rotation around its horizontal axis. Secondary element comprises additional electroconductive rods arranged at both sides of electroconductive rods arranged in central part of secondary element and arranged at the angle to it. Secondary element is equipped with additional cores arranged along both sides from core, in slots of which there are central parts of electroconductive rods installed. Additional electroconductive rods arranged in slots of core arranged to the left of the main one are closed at the left side by additional electroconductive bus, and at the right side - by the same electroconductive bus, which closes rods arranged in central part of secondary element, and additional electroconductive rods arranged in slots of core arranged to the right of the main one, are closed at the right by another additional bus, and to the left - by electroconductive part of closing cylinder.

EFFECT: improved efficiency of linear asynchronous motor.

4 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, а более точно - к линейным асинхронным двигателям (ЛАД), предназначенным для электроприводов с прямолинейным движением рабочих органов и электрического транспорта.The invention relates to the field of electrical engineering, and more precisely to linear asynchronous motors (LAD), intended for electric drives with rectilinear movement of working bodies and electric vehicles.

Известен линейный асинхронный двигатель, содержащий индуктор, состоящий из сердечника и трехфазной обмотки, и вторичный элемент, состоящий из сердечника, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной, а с другой - замыкающим цилиндром, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей, установленным с возможностью поворота вокруг своей горизонтальной оси (см а.с. СССР №1104619, МПК H02K 41/025, 84 г.).A linear induction motor is known, comprising an inductor consisting of a core and a three-phase winding, and a secondary element consisting of a core, in the grooves of which are insulated conductive rods, one above the other, closed on one side by a common electrically conductive bus, and on the other, by a closing cylinder, consisting of from electrically conductive and insulating parts installed with the possibility of rotation around its horizontal axis (see AS USSR No. 1104619, IPC H02K 41/025, 84 g.).

Данный ЛАД имеет ограниченные функциональные возможности.This LAD has limited functionality.

Наиболее близким по своей технической сути к заявляемому является ЛАД, содержащий индуктор, состоящий из сердечника и трехфазной обмотки, и вторичный элемент, состоящий из сердечника, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной, а с другой - замыкающим цилиндром, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей, установленным с возможностью поворота вокруг своей горизонтальной оси, при этом вторичный элемент содержит дополнительные электропроводящие стержни, размещенные по обе стороны от электропроводящих стержней, расположенных в центральной части вторичного элемента, и расположенные под углом к нему (см. патент РФ №2349018, МПК H02K 41/025, 2009 г.). Этот ЛАД выбран в качестве прототипа.The closest in technical essence to the claimed one is LAD containing an inductor consisting of a core and a three-phase winding, and a secondary element consisting of a core, in the slots of which are located one above the other insulated conductive rods, closed on one side by a common conductive bus, and with the other is a closing cylinder, consisting of electrically conductive and insulating parts, mounted to rotate around its horizontal axis, while the secondary element contains additional conductive rods placed on both sides of the conductive rods located in the central part of the secondary element and located at an angle to it (see RF patent No. 2349018, IPC H02K 41/025, 2009). This LAD is selected as a prototype.

При симметричном расположении ЛАД и вторичного элемента существуют поперечные механические усилия, не нужные в данном случае, а токи создающие их, приводят к дополнительным электрическим потерям во вторичном элементе, что снижает коэффициент полезного действия линейного асинхронного двигателя. Это - недостаток прототипа.With a symmetrical arrangement of the LAD and the secondary element, there are transverse mechanical forces that are not necessary in this case, and the currents creating them lead to additional electrical losses in the secondary element, which reduces the efficiency of the linear induction motor. This is a disadvantage of the prototype.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение отмеченных недостатков в разработанной конструкции ЛАД.An object of the present invention is to eliminate the noted drawbacks in the developed design of LAD.

Решение данной технической задачи достигается тем, что ЛАД, содержащий индуктор, состоящий из сердечника и трехфазной обмотки, и вторичный элемент, состоящий из сердечника, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной, а с другой - замыкающим цилиндром, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей, установленным с возможностью поворота вокруг своей горизонтальной оси, при этом вторичный элемент содержит дополнительные электропроводящие стержни, размещенные по обе стороны от электропроводящих стержней, расположенных в центральной части вторичного элемента, и расположенные под углом к нему, согласно изобретению вторичный элемент снабжен дополнительными сердечниками, размещенными по обе стороны от сердечника, в пазах которого уложены центральные части электропроводящих стержней, при этом дополнительные стрежни размещены в пазах дополнительных сердечников, причем дополнительные электропроводящие стержни, расположенные в пазах сердечника, лежащего слева от основного, замкнуты с левой стороны дополнительной электропроводящей шиной, а с правой той же самой электропроводящей шиной, которая замыкает стержни, лежащие в центральной части вторичного элемента, а дополнительные электропроводящие стержни, расположенные в пазах сердечника, лежащего справа от основного, замкнуты справа еще одной дополнительной шиной, а слева - электропроводящей частью замыкающего цилиндра, при этом цилиндр содержит два сегмента, причем один сегмент, выполненный из изоляционного материала, опирается на длину дуги, образованной краями электропроводящих стержней, лежащих в центральной части вторичного элемента, а второй сегмент выполнен из электропроводящего материала и величина его дуги дополняет дугу изоляционного сегмента до окружности.The solution to this technical problem is achieved by the fact that LAD containing an inductor consisting of a core and a three-phase winding, and a secondary element consisting of a core, in the grooves of which are located one above the other insulated conductive rods, closed on one side by a common conductive bus, and on the other - a closing cylinder, consisting of electrically conductive and insulating parts, mounted to rotate around its horizontal axis, while the secondary element contains additional electric wires according to the invention, the secondary element is provided with additional cores located on both sides of the core, in the grooves of which the central parts of the conductive rods are laid this additional rods are placed in the grooves of the additional cores, with additional electrically conductive rods located in the grooves of the core lying to the left of the main explicitly, they are closed on the left side by an additional electroconductive bus, and on the right by the same electroconductive bus, which closes the rods lying in the central part of the secondary element, and additional electroconductive rods located in the grooves of the core lying to the right of the main one are closed to the right of another additional bus, and on the left - the electrically conductive part of the closing cylinder, while the cylinder contains two segments, and one segment made of insulating material is based on the length of the arc, the image bath edges conductive rods lying in the central portion of the secondary element and the second segment is made of an electrically conductive material and the magnitude of its arc complementary to the arc of the insulating segment to a circle.

Снабжение вторичного элемента (ВЭ) дополнительными сердечниками, расположенными по обе стороны от сердечника, в пазах которого уложены центральные части электропроводящих стержней, размещение дополнительных стержней в пазах дополнительных сердечников, замыкание электропроводящих стержней, расположенных в пазах сердечника, лежащего слева от основного сердечника ВЭ, с левой стороны дополнительной электропроводящей шиной, а справа той же самой электропроводящей шиной, которая замыкает стержни, лежащие в центральной части вторичного элемента, а дополнительные стержни, лежащие в пазах дополнительного сердечника, размещенного справа от основного сердечника ВЭ, замкнуты справа еще одной дополнительной шиной, а слева - электропроводящей частью замыкающего цилиндра, при этом замыкающий цилиндр содержит два сегмента, причем один сегмент, выполненный из изоляционного материала, опирается на длину дуги, образованной краями электропроводящих стержней, лежащих в центральной части ВЭ, а второй сегмент, выполненный из электропроводящего материала, и величина его дуги дополняет дугу изоляционной части до окружности - эти признаки определяют новизну и существенные отличия данного технического решения.Supply of the secondary element (VE) with additional cores located on both sides of the core, in the grooves of which the central parts of the electroconductive rods are laid, placement of additional rods in the grooves of the additional cores, closure of the electroconductive rods located in the grooves of the core lying to the left of the main core of the VE, s the left side with an additional conductive bus, and on the right with the same conductive bus that closes the rods lying in the central part of the secondary element, and additional rods lying in the grooves of the additional core, located to the right of the main core of the CE, are closed by another additional bus on the right, and by the electrically conductive part of the closing cylinder to the left, while the closing cylinder contains two segments, one segment made of insulating material relies on the length of the arc formed by the edges of the electrically conductive rods lying in the central part of the HE, and the second segment, made of electrically conductive material, and the magnitude of its arc complements an arc of the insulating part to the circumference - these signs determine the novelty and significant differences of this technical solution.

В дальнейшем изобретение поясняется примером его конкретного выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:The invention is further illustrated by an example of its specific implementation with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг.1 - изображает общий вид ЛАД (поперечное сечение - схематично);figure 1 - depicts a General view of LAD (cross section - schematically);

фиг.2 - фрагмент короткозамкнутой обмотки вторичного элемента;figure 2 is a fragment of a short-circuited winding of a secondary element;

фиг.3 - представляет схематично симметричное расположение вторичного элемента относительно индуктора ЛАД и механические усилия, приложенные к ВЭ;figure 3 - represents a schematically symmetric arrangement of the secondary element relative to the inductor LAD and mechanical forces applied to the RE;

фиг.4 - показывает смещение ВЭ влево относительно индуктора ЛАД и возникающие при этом механические усилия, приложенные к ВЭ.figure 4 - shows the displacement of the RE to the left relative to the LAD inductor and the resulting mechanical forces applied to the RE.

Линейный асинхронный двигатель (фиг.1), содержит индуктор 1, состоящий из сердечника 2 с трехфазной обмоткой 3. Вторичный элемент 4 состоит из сердечника 5, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни 6, замкнутые с одной стороны электропроводящей шиной 7, а с другой - замыкающим цилиндром 8, установленным с возможностью поворота вокруг своей горизонтальной оси. ВЭ снабжен дополнительными электропроводящими стержнями 9 и 10, размещенными по обе стороны от электропроводящих стержней 6, расположенных в центральной части ВЭ, и расположенными под углом к нему. ВЭ снабжен дополнительными сердечниками 11 и 12, в пазах которых лежат дополнительные стержни 9 и 10. Дополнительные электропроводящие стержни 10, расположенные в пазах дополнительного сердечника 12, лежащего слева от основного, замкнуты с левой стороны дополнительной электропроводящей шиной 13, а с правой - той же самой электропроводящей шиной 7, которая замыкает стержни 6, лежащие в центральной части ВЭ. Дополнительные электропроводящие стержни 9, расположенные в пазах сердечника 11, лежащего справа от основного 5, замкнуты справа еще одной дополнительной шиной 14, а слева - электропроводящей частью замыкающего цилиндра 8.Linear induction motor (figure 1), contains an inductor 1, consisting of a core 2 with a three-phase winding 3. The secondary element 4 consists of a core 5, in the slots of which are located one above the other insulated conductive rods 6, closed on one side by an electrically conductive bus 7, and with the other - a closing cylinder 8, mounted with the possibility of rotation around its horizontal axis. VE is equipped with additional electrically conductive rods 9 and 10, located on both sides of the electrically conductive rods 6 located in the Central part of the VE, and located at an angle to it. The VE is equipped with additional cores 11 and 12, in the grooves of which additional rods 9 and 10 lie. Additional electrically conductive rods 10 located in the grooves of the additional core 12 lying to the left of the main core are closed on the left side with an additional electrically conductive bus 13, and on the right side with the same the most conductive bus 7, which closes the rods 6 lying in the Central part of the HE. Additional conductive rods 9, located in the grooves of the core 11, lying to the right of the main 5, are closed on the right by another additional bus 14, and on the left by the electrically conductive part of the closing cylinder 8.

На фиг.2 схематически показан фрагмент короткозамкнутой обмотки ВЭ, центральная часть которой образована электропроводящими стержнями 6 и дополнительными электропроводящими стержнями 9. Замыкающий цилиндр 8 содержит изоляционную часть 15 в виде сегмента, опирающегося на дугу, образованную краями верхнего и нижнего электропроводящих стержней 6, лежащих в центральной части ВЭ. Второй сегмент 16 замыкающего цилиндра 8 выполнен из электропроводящего материала и величина его дуги дополняет дугу изоляционного сегмента до окружности в поперечном сечении. Остальные обозначения те же, что и на фиг.1.Figure 2 schematically shows a fragment of a short-circuited winding of a CE, the central part of which is formed by conductive rods 6 and additional conductive rods 9. The closure cylinder 8 contains an insulating part 15 in the form of a segment resting on an arc formed by the edges of the upper and lower conductive rods 6 lying in central part of renewable energy. The second segment 16 of the closing cylinder 8 is made of electrically conductive material and the magnitude of its arc complements the arc of the insulating segment to a circle in cross section. The remaining notation is the same as in figure 1.

На фиг.3 представлено схематичное симметричное расположение вторичного элемента 4 относительно индуктора ЛАД 1 и механические усилия Fт, приложенные к ВЭ. Остальные обозначения те же, что и на фиг.1.Figure 3 presents a schematic symmetrical arrangement of the secondary element 4 relative to the inductor LAD 1 and the mechanical forces Ft applied to the RE. The remaining notation is the same as in figure 1.

На фиг.4 представлено схематичное смещение вторичного элемента 4 относительно индуктора ЛАД 1 и возникающие при этом механические усилия, приложенные к ВЭ. Здесь обозначены Fдоп - сила, приложенная ко вторичному элементу в зоне стержней 9, она раскладывается на дополнительную тяговую силу Fтдоп и стабилизирующее механическое усилие Fб.Figure 4 presents a schematic displacement of the secondary element 4 relative to the inductor LAD 1 and the resulting mechanical forces applied to the RE. Fdop is indicated here - the force applied to the secondary element in the area of the rods 9, it is decomposed into additional traction force Fdop and stabilizing mechanical force Fb.

Рассмотрим принцип действия данного ЛАД.Consider the principle of operation of this LAD.

При подключении трехфазной обмотки 3 к источнику трехфазного напряжения создается бегущее магнитное поле, пересекающее электропроводящие стержни 6 ВЭ и наводящее в них электродвижущую силу (ЭДС). Если стержни 6 замкнуты с обеих сторон, то по ним потекут токи, взаимодействующие с бегущим магнитным полем. В результате этого взаимодействия создаются механические усилия Fт, под действием которых ВЭ будет двигаться в ту же сторону, что и бегущее магнитное поле. Такая картина будет иметь место при симметричном расположении вторичного элемента относительно индуктора ЛАД (фиг.1 и фиг.3). Поворачивая замыкающий цилиндр 8 вокруг своей горизонтальной оси, можем изменять активное сопротивление центральной части коротокозамкнутой обмотки ВЭ, образованной стержнями 6, замкнутыми шиной 7 и цилиндром 8. При этом будет регулироваться величина тягового усилия и скорость движения ЛАД.When a three-phase winding 3 is connected to a three-phase voltage source, a traveling magnetic field is created that crosses the conductive rods 6 of the CE and induces an electromotive force (EMF) into them. If the rods 6 are closed on both sides, then currents flowing through them, interacting with the traveling magnetic field. As a result of this interaction, mechanical forces FT are created under the influence of which the RE will move in the same direction as the traveling magnetic field. Such a picture will take place with a symmetrical arrangement of the secondary element relative to the LAD inductor (Fig. 1 and Fig. 3). By turning the closing cylinder 8 around its horizontal axis, we can change the active resistance of the central part of the short-circuited CE winding formed by rods 6, closed by bus 7 and cylinder 8. In this case, the traction force and the speed of the LAD will be regulated.

Если по какой-то причине вторичный элемент сместился относительно индуктора ЛАД влево (фиг.4), то бегущее магнитное поле, кроме электропроводящих стержней 6, лежащих в центральной части ВЭ, будет пересекать дополнительные электропроводящие стержни 9, замкнутые с одной стороны дополнительной шиной 14, а с другой - электропроводящей частью 16 электропроводящего цилиндра 8 (фиг.2 и фиг.4). В электропроводящих стержнях 9 наведется ЭДС и потечет ток. При взаимодействии тока в стержнях 9 с бегущим магнитным полем будут создаваться механические усилия Fдоп, перпендикулярные стержням 9. Усилия Fдоп будут разлагаться на дополнительные тяговые усилия Fтдоп и стабилизирующие усилия Fб, под действием которых ВЭ будет возвращаться в симметричное положение относительно индуктора ЛАД. Так будет достигаться стабилизация ВЭ относительно индуктора ЛАД в поперечном направлении.If for some reason the secondary element is displaced relative to the LAD inductor to the left (Fig. 4), then the traveling magnetic field, in addition to the electrically conductive rods 6 lying in the central part of the HE, will intersect additional electrically conductive rods 9, closed on one side by an additional bus 14, and on the other hand, the electrically conductive part 16 of the electrically conductive cylinder 8 (FIG. 2 and FIG. 4). In the conductive rods 9 induced EMF and current will flow. When the current interacts in the rods 9 with a traveling magnetic field, mechanical forces Fдоп will be created, perpendicular to the rods 9. The forces Fdop will decompose into additional traction forces Fдоп and stabilizing forces Fb, under the influence of which the RE will return to a symmetrical position relative to the LAD inductor. This will achieve stabilization of the RE relative to the LAD inductor in the transverse direction.

При симметричном расположении ВЭ относительно индуктора тока в дополнительных стержнях 9 и 10 не будет, не будет и потерь в этих стержнях. Поэтому КПД ЛАД будет высоким. Токи в стержнях 9 и 10 будут наводиться только при нарушении симметрии ВЭ относительно индуктора ЛАД. Это - преимущество по сравнению с прототипом.With a symmetrical arrangement of the RE relative to the inductor, there will be no current in additional rods 9 and 10, and there will be no loss in these rods. Therefore, the efficiency of LAD will be high. The currents in the rods 9 and 10 will be induced only when the symmetry of the REs with respect to the LAD inductor is violated. This is an advantage over the prototype.

Claims

A linear induction motor containing an inductor consisting of a core and a three-phase winding, and a secondary element consisting of a core, in the grooves of which are insulated conductive rods, one above the other, closed on one side by a common electrically conductive bus, and on the other, by a closing cylinder, consisting of electrically conductive and insulating parts mounted to rotate around its horizontal axis, while the secondary element contains additional conductive rods placed on both sides of the conductive rods located in the Central part of the secondary element, and located at an angle to it, characterized in that the secondary element is equipped with additional cores placed on both sides of the core, in the grooves of which are laid the Central parts of the conductive rods, while additional the rods are placed in the grooves of the additional cores, and additional conductive rods located in the grooves of the core lying to the left of the main core are closed with the left the rods with an additional electrically conductive bus, and with the right one, the same electrically conductive bus that closes the rods lying in the central part of the secondary element, and the additional electrically conductive rods located in the grooves of the core lying to the right of the main one are closed by another additional bus to the right, and to the left - the electrically conductive part of the closing cylinder, wherein the cylinder contains two segments, and one segment made of insulating material is based on the length of the arc formed by the edges of the electro odyaschih rods lying in the central portion of the secondary element and the second segment is made of an electrically conductive material and the magnitude of its arc complementary to the arc of the insulating segment to a circle.