RU2478252C2 - Linear electric machine - Google Patents

Linear electric machine Download PDF

Info

Publication number
RU2478252C2
RU2478252C2 RU2011126563/07A RU2011126563A RU2478252C2 RU 2478252 C2 RU2478252 C2 RU 2478252C2 RU 2011126563/07 A RU2011126563/07 A RU 2011126563/07A RU 2011126563 A RU2011126563 A RU 2011126563A RU 2478252 C2 RU2478252 C2 RU 2478252C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
machine according
runner
rods
transverse
winding
Prior art date
Application number
RU2011126563/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011126563A (en
Inventor
Игорь Павлович Попов
Федор Никитич Сарапулов
Сергей Федорович Сарапулов
Владимир Иванович Мошкин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный 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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет"
Priority to RU2011126563/07A priority Critical patent/RU2478252C2/en
Publication of RU2011126563A publication Critical patent/RU2011126563A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2478252C2 publication Critical patent/RU2478252C2/en

Links

Landscapes

  • Linear Motors (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: linear electric machine, the stator of which consists of two longitudinal round bars (1) with armature winding and transverse bar (2) with excitation winding. According to the invention, runner is made in the form of two cylinders (3) with round holes (4), which are connected by means of jumper bar (5), axes of holes (4) are offset relative to axes of cylinders (3) to the runner periphery.
EFFECT: providing the possibility of interaction of all sections of armature winding with working magnetic flux; increasing use efficiency of armature winding and reducing the consumption of winding conductor.
12 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к разделу электричества, а именно к электрическим машинам возвратно-поступательного движения, и может быть использовано при создании электроприводов.The invention relates to the field of electricity, namely to electric reciprocating machines, and can be used to create electric drives.

Уровень техникиState of the art

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является линейная электрическая машина, содержащая бегун и статор, состоящий из поперечного стержня с обмоткой возбуждения и двух продольных стержней с якорной обмоткой (см. патент RU №2038680).Closest to the invention in technical essence is a linear electric machine containing a runner and a stator, consisting of a transverse rod with an excitation winding and two longitudinal rods with an anchor winding (see patent RU No. 2038680).

В известной машине 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 машины.In the known machine, the anchor winding consists of rectangular turns, the front parts of which do not interact with the working magnetic flux, which leads to a limitation of traction and inefficient use of the winding. Moreover, for a rectangle, the ratio of the perimeter to the area is not minimal, which leads to an overrun of the winding wire. In addition, the manufacturing technology of rectangular rods and grooves on them is associated with increased material consumption, labor and energy consumption, which leads to a rise in the cost of the machine.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в снижении затрат на изготовление магнитной системы машины, повышении эффективности использования обмотки и уменьшении расхода обмоточного провода.The problem to which the invention is directed, is to reduce the cost of manufacturing a magnetic system of the machine, increase the efficiency of use of the winding and reduce the consumption of winding wire.

Технический результат заключается в обеспечении равномерного взаимодействия всех участков якорной обмотки с рабочим магнитным потоком, повышении тягового усилия, уменьшении длины провода якорной обмотки, снижении материалоемкости, трудоемкости и энергоемкости изготовления продольных стержней машины.The technical result consists in ensuring uniform interaction of all sections of the anchor winding with a working magnetic flux, increasing traction, reducing the length of the wire of the anchor winding, reducing material consumption, labor and energy consumption of manufacturing longitudinal rods of the machine.

Технический результат обеспечивается следующей совокупностью признаков: линейная электрическая машина, содержащая бегун и статор, состоящий из поперечного стержня с обмоткой возбуждения и двух продольных стержней с якорной обмоткой, отличающаяся тем, что продольные стержни выполнены с круглым сечением, а бегун выполнен в виде двух цилиндров с круглыми отверстиями, соединенных перемычкой, при этом оси отверстий смещены относительно осей цилиндров к периферии бегуна.The technical result is ensured by the following set of features: a linear electric machine containing a runner and a stator, consisting of a transverse rod with an excitation winding and two longitudinal rods with an anchor winding, characterized in that the longitudinal rods are made with a circular cross section, and the runner is made in the form of two cylinders with round holes connected by a jumper, while the axis of the holes are offset relative to the axes of the cylinders to the periphery of the runner.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, и технический результат взаимосвязаны следующим образом.The problem to which the invention is directed, and the technical result are interconnected as follows.

Обеспечение равномерного взаимодействия всех участков якорной обмотки с рабочим магнитным потоком, повышение тягового усилия, уменьшение длины провода якорной обмотки, снижение материалоемкости, трудоемкости и энергоемкости изготовления продольных стержней машины снижает затраты на изготовление магнитной системы машины, повышает эффективность использования обмотки и уменьшает расход обмоточного провода.Ensuring uniform interaction of all sections of the anchor winding with the working magnetic flux, increasing traction, reducing the length of the wire of the anchor winding, reducing the material consumption, labor and energy consumption of manufacturing longitudinal rods of the machine reduces the cost of manufacturing the magnetic system of the machine, increases the efficiency of use of the winding and reduces the consumption of winding wire.

На чертеже изображена магнитная система линейной электрической машины.The drawing shows the magnetic system of a linear electric machine.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Изобретение может быть осуществлено следующим образом.The invention can be implemented as follows.

У линейной электрической машины, содержащей 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 выполнен в виде двух цилиндров с круглыми отверстиями, соединенных перемычкой, при этом оси отверстий смещены относительно осей цилиндров к периферии бегуна (см. чертеж).In a linear electric machine containing a runner and a stator, consisting of a transverse rod with an excitation winding and two longitudinal rods with an anchor winding, the longitudinal rods are made in circular cross section, and the runner is made in the form of two cylinders with round holes connected by a jumper, with the axis of the holes offset relative to the axes of the cylinders to the periphery of the runner (see drawing).

Таким образом, назначение изобретения - применение его в качестве линейной электрической машины - реализуется.Thus, the purpose of the invention — its use as a linear electric machine — is realized.

Сведения, подтверждающие возможность получения при осуществлении изобретения технического результата (причинно-следственная связь существенных признаков с указанным техническим результатом), состоят в следующем.Information confirming the possibility of obtaining a technical result during the implementation of the invention (a causal relationship of the essential features with the specified technical result) is as follows.

Выполнение продольных стержней с круглым сечением, а бегуна в виде двух цилиндров с круглыми отверстиями, соединенных перемычкой, приводит к равномерному взаимодействию всех участков якорной обмотки с рабочим магнитным потоком, повышению тягового усилия, уменьшению длины провода якорной обмотки, снижению материалоемкости, трудоемкости и энергоемкости изготовления продольных стержней машины. 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).The implementation of the longitudinal rods with a circular cross section, and the runner in the form of two cylinders with round holes connected by a jumper, leads to uniform interaction of all sections of the anchor winding with a working magnetic flux, increase traction, reduce the length of the wire of the anchor winding, reduce material consumption, labor and energy consumption of manufacturing longitudinal rods of the machine. At the same time, the decrease in material consumption, labor intensity and energy intensity is due to the fact that, in contrast to round-section rods, it is almost impossible to select a workpiece with small allowances for the manufacture of rods of rectangular cross section, so more metal has to be cut for the manufacture of the first. In addition, a round rod can be machined with one installation on the machine, and for a rectangular, at least four installations are required (according to the number of faces).

Следовательно, совокупность существенных признаков достаточна для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата.Therefore, the set of essential features is sufficient to achieve the technical result provided by the invention.

Описание конструкции устройства:Description of the design of the device:

Статор линейной электрической машины состоит из двух продольных круглых стержней 1 с якорной обмоткой и поперечного стержня 2 с обмоткой возбуждения, а бегун выполнен в виде двух цилиндров 3 с круглыми отверстиями 4, соединенных перемычкой 5. Оси отверстий 4 смещены относительно осей цилиндров 3 к периферии бегуна. Это обеспечивает изменение площади сечения участков цилиндров, в которые локализован магнитный поток, в соответствии с изменением концентрации магнитного потока, что обусловливает равномерное насыщение этих участков. По окружности продольных стержней 1 выполнены поперечные пазы и зубцы для размещения в пазах витков якорной обмотки, а по образующей выполнен продольный паз для соединения витков, расположенных в соседних поперечных пазах. Суммарная площадь оснований зубцов, находящихся под полюсом бегуна, равна площади поперечного сечения продольного стержня 1 в районе паза и равна площади сечения поперечного стержня 2 и перемычки 5. Машина может быть оснащена вторым поперечным стержнем с размещенной на нем обмоткой возбуждения. При этом магнитные потоки в поперечных стержнях направлены встречно друг другу, а в бегуне они складываются. Поперечные стержни могут быть выполнены с прямоугольным или круглым сечением. Второй поперечный стержень может быть выполнен из немагнитного материала. Бегун может быть выполнен шихтованным. Статор машины содержит два направляющих штока из немагнитного материала. На статоре установлены ограничители хода бегуна с эластичными накладками.The stator of a linear electric machine consists of two longitudinal round rods 1 with an anchor winding and a transverse rod 2 with an excitation winding, and the runner is made in the form of two cylinders 3 with round holes 4 connected by a jumper 5. The axis of the holes 4 are offset relative to the axes of the cylinders 3 to the periphery of the runner . This ensures a change in the cross-sectional area of the sections of the cylinders into which the magnetic flux is localized, in accordance with a change in the concentration of the magnetic flux, which causes uniform saturation of these sections. Around the circumference of the longitudinal rods 1, transverse grooves and teeth are made for placement in the grooves of the turns of the anchor winding, and along the generatrix a longitudinal groove is made for connecting the coils located in adjacent transverse grooves. The total area of the bases of the teeth under the runner’s pole is equal to the cross-sectional area of the longitudinal rod 1 in the groove area and is equal to the cross-sectional area of the transverse rod 2 and the jumper 5. The machine can be equipped with a second transverse rod with an excitation winding placed on it. In this case, the magnetic fluxes in the transverse rods are directed counter to each other, and in the runner they add up. Cross rods can be made with a rectangular or circular cross-section. The second transverse rod may be made of non-magnetic material. The runner can be made laden. The stator of the machine contains two rod guides of non-magnetic material. Runner travel stops with elastic pads are installed on the stator.

Машина работает следующим образом.The machine operates as follows.

Обмотка возбуждения создает магнитный поток, который локализуется в поперечном стержне 2, первом продольном стержне 1, первом рабочем воздушном зазоре между первым продольным стержнем 1 и первым цилиндром 3, первом цилиндре 3, перемычке 5, втором цилиндре, втором рабочем воздушном зазоре между вторым цилиндром и вторым продольным стержнем и втором продольном стержне. Магнитный поток в рабочих воздушных зазорах взаимодействует с током якорной обмотки, в результате чего в соответствии с законом Ампера возникает тяговое усилие. Магнитный поток в рабочих зазорах распределен равномерно вдоль окружности продольных стержней, поэтому все участки якорной обмотки, находящейся под полюсом, используются для создания тягового усилия.The field coil generates a magnetic flux that is localized in the transverse rod 2, the first longitudinal rod 1, the first working air gap between the first longitudinal rod 1 and the first cylinder 3, the first cylinder 3, the jumper 5, the second cylinder, the second working air gap between the second cylinder and a second longitudinal rod and a second longitudinal rod. The magnetic flux in the working air gaps interacts with the current of the armature winding, as a result of which, in accordance with Ampere’s law, traction is generated. The magnetic flux in the working gaps is evenly distributed along the circumference of the longitudinal rods, therefore, all sections of the anchor winding under the pole are used to create traction.

Таким образом, у предлагаемой линейной электрической машины, в отличие от прототипа, повышается эффективность использования обмотки и уменьшается расход обмоточного провода.Thus, the proposed linear electric machine, in contrast to the prototype, increases the efficiency of use of the winding and reduces the consumption of the winding wire.

Эффективность предлагаемой линейной электрической машины обусловливается ее улучшенной конструкцией.The effectiveness of the proposed linear electric machine is due to its improved design.

Claims (12)

1. Линейная электрическая машина, содержащая бегун и статор, состоящий из поперечного стержня с обмоткой возбуждения и двух продольных стержней с якорной обмоткой, отличающаяся тем, что продольные стержни выполнены с круглым сечением, а бегун выполнен в виде двух цилиндров с круглыми отверстиями, соединенных перемычкой, при этом оси отверстий смещены относительно осей цилиндров к периферии бегуна.1. A linear electric machine containing a runner and a stator, consisting of a transverse rod with an excitation winding and two longitudinal rods with an anchor winding, characterized in that the longitudinal rods are made with a circular cross section, and the runner is made in the form of two cylinders with round holes connected by a jumper while the axis of the holes are offset relative to the axis of the cylinders to the periphery of the runner. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что по окружности продольных стержней выполнены поперечные пазы и зубцы для размещения в пазах витков якорной обмотки, а по образующей выполнен продольный паз для соединения витков, расположенных в соседних поперечных пазах.2. The machine according to claim 1, characterized in that along the circumference of the longitudinal rods there are transverse grooves and teeth for placement in the grooves of the turns of the anchor winding, and along the generatrix a longitudinal groove is made for connecting the coils located in adjacent transverse grooves. 3. Машина по п.2, отличающаяся тем, что суммарная площадь оснований зубцов, находящихся под полюсом бегуна, равна площади поперечного сечения продольного стержня в районе паза и равна площади сечения поперечного стержня и перемычки.3. The machine according to claim 2, characterized in that the total area of the bases of the teeth located under the runner’s pole is equal to the cross-sectional area of the longitudinal rod in the groove area and equal to the cross-sectional area of the transverse rod and jumper. 4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что она оснащена вторым поперечным стержнем с размещенной на нем обмоткой возбуждения.4. The machine according to claim 1, characterized in that it is equipped with a second transverse rod with a field coil placed on it. 5. Машина по п.4, отличающаяся тем, что магнитные потоки в поперечных стержнях направлены встречно друг другу.5. The machine according to claim 4, characterized in that the magnetic fluxes in the transverse rods are directed counter to each other. 6. Машина по п.1 или 4, отличающаяся тем, что поперечные стержни выполнены с прямоугольным сечением.6. The machine according to claim 1 or 4, characterized in that the transverse rods are made with a rectangular cross-section. 7. Машина по п.1 или 4, отличающаяся тем, что поперечные стержни выполнены с круглым сечением.7. The machine according to claim 1 or 4, characterized in that the transverse rods are made with a circular cross section. 8. Машина по п.1, отличающаяся тем, что она оснащена вторым поперечным стержнем, выполненным из немагнитного материала.8. The machine according to claim 1, characterized in that it is equipped with a second transverse rod made of non-magnetic material. 9. Машина по п.1, отличающаяся тем, что бегун выполнен шихтованным.9. The machine according to claim 1, characterized in that the runner is made lined. 10. Машина по п.1, отличающаяся тем, что статор содержит два направляющих штока.10. The machine according to claim 1, characterized in that the stator contains two guide rods. 11. Машина по п.10, отличающаяся тем, что направляющие штоки выполнены из немагнитного материала.11. The machine according to claim 10, characterized in that the guide rods are made of non-magnetic material. 12. Машина по п.1, отличающаяся тем, что на статоре установлены ограничители хода бегуна с эластичными накладками. 12. The machine according to claim 1, characterized in that the stator is equipped with runner limiters with elastic pads.
RU2011126563/07A 2011-06-28 2011-06-28 Linear electric machine RU2478252C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011126563/07A RU2478252C2 (en) 2011-06-28 2011-06-28 Linear electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011126563/07A RU2478252C2 (en) 2011-06-28 2011-06-28 Linear electric machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011126563A RU2011126563A (en) 2013-01-10
RU2478252C2 true RU2478252C2 (en) 2013-03-27

Family

ID=48795161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011126563/07A RU2478252C2 (en) 2011-06-28 2011-06-28 Linear electric machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2478252C2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU836734A1 (en) * 1979-07-26 1981-06-07 Gurnitskij Vladimir N Linear motor
SU1206898A1 (en) * 1982-11-18 1986-01-23 Харьковский институт инженеров коммунального строительства Linear electric motor
RU2031518C1 (en) * 1990-09-14 1995-03-20 Владимир Николаевич Гурницкий Line electric motor
RU2038680C1 (en) * 1993-03-24 1995-06-27 Попов Игорь Павлович Electrical machine
RU2068612C1 (en) * 1993-07-23 1996-10-27 Владимир Николаевич Гурницкий Linear electric motor
EP0807393A2 (en) * 1996-05-17 1997-11-19 Toyota Shatai Kabushiki Kaisha Linear motor type curtain opening and closing device
DE10036260A1 (en) * 2000-07-26 2002-02-07 Wolfgang Schinkoethe Process for integrating path signal generation in linear induction motor, involves using evaluation circuit for detecting position-dependent currents and voltages of exciter coils

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU836734A1 (en) * 1979-07-26 1981-06-07 Gurnitskij Vladimir N Linear motor
SU1206898A1 (en) * 1982-11-18 1986-01-23 Харьковский институт инженеров коммунального строительства Linear electric motor
RU2031518C1 (en) * 1990-09-14 1995-03-20 Владимир Николаевич Гурницкий Line electric motor
RU2038680C1 (en) * 1993-03-24 1995-06-27 Попов Игорь Павлович Electrical machine
RU2068612C1 (en) * 1993-07-23 1996-10-27 Владимир Николаевич Гурницкий Linear electric motor
EP0807393A2 (en) * 1996-05-17 1997-11-19 Toyota Shatai Kabushiki Kaisha Linear motor type curtain opening and closing device
DE10036260A1 (en) * 2000-07-26 2002-02-07 Wolfgang Schinkoethe Process for integrating path signal generation in linear induction motor, involves using evaluation circuit for detecting position-dependent currents and voltages of exciter coils

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011126563A (en) 2013-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021041576A3 (en) A torque tunnel halbach array electric machine
CN102208837B (en) Rotating machine
WO2012061273A3 (en) High power density srm
FI20106075A (en) Stator for an electric machine and electric machine
WO2010097285A3 (en) Stator winding scheme of a permanent magnet machine
RU2017113426A (en) ELECTROMAGNETIC DEVICE
EA201391289A1 (en) WINDOW NODE FOR THREE-PHASE MULTI-DISK MACHINES WITH TRANSVERSE-AXIAL MAGNETIC FLOW
GB201117771D0 (en) Stator for an electrical machine
RU2478252C2 (en) Linear electric machine
JP5931179B2 (en) Cogging force ripple reduction of moving magnet linear motor
RU2506690C2 (en) Bar-wound linear electric machine
RU116715U1 (en) LINEAR ELECTRIC MOTOR
RU123261U1 (en) ROD LINEAR ELECTRIC MOTOR
RU2479431C2 (en) Electrical press
GB201109743D0 (en) Compact permanent magnet fault current limiter
RU125786U1 (en) LINEAR ELECTRIC PULSE MOTOR
RU130761U1 (en) ELECTRICAL ENGINE
RU2012133418A (en) ENERGY EFFICIENT ELECTRIC MACHINE
RU2510332C2 (en) Electrical press
RU2543512C1 (en) Linear electric motor
EP3076532B1 (en) Linear motor
RU2013154966A (en) ELECTRIC MACHINE (OPTIONS)
RU2586116C1 (en) Motor with reciprocating armature
RU2479705C2 (en) Electromagnetic hammer
JP6441327B2 (en) Rotating magnetic field machine

Legal Events

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

Effective date: 20130629