RU2594567C1 - Synchronous linear drive - Google Patents
Synchronous linear drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2594567C1 RU2594567C1 RU2015114863/07A RU2015114863A RU2594567C1 RU 2594567 C1 RU2594567 C1 RU 2594567C1 RU 2015114863/07 A RU2015114863/07 A RU 2015114863/07A RU 2015114863 A RU2015114863 A RU 2015114863A RU 2594567 C1 RU2594567 C1 RU 2594567C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- guide rail
- stator
- linear drive
- synchronous linear
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Linear Motors (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к линейным электроприводам и может быть использовано в качестве привода для метательной установки, на железнодорожном транспорте, космонавтике и промышленных предприятиях для перемещения транспортных средств.The invention relates to linear electric drives and can be used as a drive for a propelling installation, in railway transport, astronautics and industrial enterprises for moving vehicles.
Уровень техникиState of the art
Известен многоступенчатый электромагнитный ускоритель соленоидного типа для метания ферромагнитных снарядов (патент на изобретение RU 2331033, МПК F41B 6/00, опубл. 10.08.2008, бюл. №22), содержащий цилиндрический ствол из немагнитного материала с соосно закрепленными на нем тяговыми соленоидами со средствами коммутации их обмоток по сигналам управляющего устройства. Для разгона боеголовки в устройстве используется электромагнитная энергия.Known multi-stage electromagnetic accelerator of the solenoid type for throwing ferromagnetic shells (patent for invention RU 2331033, IPC F41B 6/00, publ. 10.08.2008, bull. No. 22), containing a cylindrical barrel of non-magnetic material with traction solenoids coaxially mounted on it with means switching their windings according to the signals of the control device. The device uses electromagnetic energy to disperse the warhead.
Недостатком многоступенчатого электромагнитного ускорителя является то, что чем больше скорость движения снаряда, тем быстрее необходимо коммутировать тяговые катушки, а электродвижущие силы катушки при отключении питания стремятся поддержать протекание тока в катушке, тем самым препятствуют ее отключению. В результате высоких потерь на перемагничивание в воздушном зазоре между снарядом и стволом у установки низкий КПД.The disadvantage of a multi-stage electromagnetic accelerator is that the higher the velocity of the projectile, the faster the traction coils need to be switched, and the electromotive forces of the coil tend to maintain the current flowing in the coil when the power is turned off, thereby preventing it from being switched off. As a result of high magnetization reversal losses in the air gap between the projectile and the barrel, the installation has a low efficiency.
В качестве наиболее близкого аналога для заявляемого технического решения принят синхронный неявнополюсный линейный электропривод (патент на полезную модель RU 126227, МПК Н02K 41/03, опубл. 20.03.2013. бюл. №8), содержащий статор и ротор, скомпонованные из модулей магнитного пути, якоря, каретки, линейных направляющих, системы определения координат каретки таким образом, что модуль магнитного пути из постоянных магнитов расположен вдоль продольной оси ротора электропривода. Модуль якоря статора, содержащего фазовые обмотки, жестко закреплен на каретке статора, установленной с возможностью перемещения по двум линейным направляющим, закрепленным на роторе параллельно магнитному пути.As the closest analogue to the claimed technical solution adopted synchronous implicit pole linear electric drive (patent for utility model RU 126227, IPC Н02K 41/03, publ. 03.20.2013. Bull. No. 8), containing a stator and rotor, composed of modules of the magnetic path , anchors, carriages, linear guides, system for determining the coordinates of the carriage so that the magnetic path module of permanent magnets is located along the longitudinal axis of the rotor of the electric drive. The stator armature module containing the phase windings is rigidly fixed to the stator carriage mounted to move along two linear guides mounted on the rotor parallel to the magnetic path.
Недостаточная сила связи якоря и ротора данной модели не позволяет достигать значительных ускорений тела при его разгоне до гиперзвуковых скоростей на достаточно коротком отрезке пути.The insufficient binding force of the armature and rotor of this model does not allow to achieve significant accelerations of the body when it is accelerated to hypersonic speeds over a fairly short distance.
Раскрытые изобретенияDisclosed inventions
Заявляемым изобретением решается задача разгона тела, например снаряда метательной установки, за счет магнитного взаимодействия бегущего магнитного поля статора с магнитным полем разгоняемого тела, и повышение надежности работы установки в целом.The claimed invention solves the problem of accelerating the body, for example, a missile launcher, due to the magnetic interaction of the running magnetic field of the stator with the magnetic field of the accelerated body, and increasing the reliability of the installation as a whole.
Поставленная задача решается тем, что в синхронном линейном приводе, содержащем статор с обмотками, создающими бегущее магнитное поле, ротор и направляющий рельс, согласно заявляемому изобретению, имеющий возможность катиться под действием сил магнитного взаимодействия по направляющему рельсу ротор выполнен в виде тела вращения с центральным отверстием, радиально намагничен и расположен между направляющим рельсом и статором.The problem is solved in that in a synchronous linear drive containing a stator with windings creating a running magnetic field, a rotor and a guide rail, according to the claimed invention, having the ability to roll under the action of magnetic forces along the guide rail, the rotor is made in the form of a body of revolution with a central hole , is radially magnetized and is located between the guide rail and the stator.
Применение линейного синхронного неявнополюсного двигателя позволит значительно упростить ускоритель снарядов по патенту RU, №2499748, МПК B64F 1/06, F41B 6/00, опубл. 27.11.2013, так как из устройства исключаются все подвижные элементы, такие как сцепление, цепь и приводные колеса, кроме самого разгоняемого тела. Тем самым повышается надежность установки в целом.The use of a linear synchronous non-polar motor will significantly simplify the projectile accelerator according to RU patent No. 2499748, IPC
Так как для разгона тела используется электромагнитная энергия, это позволит реализовать скорости, недоступные установкам, использующим энергию пороховых газов для разгона снаряда.Since electromagnetic energy is used to disperse the body, this will make it possible to realize speeds inaccessible to installations using the energy of powder gases to disperse a projectile.
Реализация такого принципа разгона снаряда не требует коммутации катушек большой индуктивности за короткий промежуток времени, кроме того, в формировании бегущего поля участвуют сразу все проводники обмотки статора, что позволит уменьшить величину токов, протекающих по обмоткам, а значит сократить их вес, размер и величину выделяемого тепла.The implementation of this principle of acceleration of the projectile does not require switching of large inductance coils in a short period of time, in addition, all the conductors of the stator winding are involved in the formation of the traveling field, which will reduce the magnitude of the currents flowing through the windings, and therefore reduce their weight, size and size of the allocated heat.
Во избежание схода ротора с направляющего рельса, целесообразно ротор выполнить с ребордами, фасками или скруглениями, согласованными с профилем направляющего рельса.In order to prevent the rotor from coming off the guide rail, it is advisable to carry out the rotor with flanges, chamfers or roundings, consistent with the profile of the guide rail.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема привода.The essence of the claimed technical solution is illustrated by the drawing, which shows a schematic diagram of the drive.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Синхронный линейный привод содержит ротор 1, движущийся вдоль направляющего рельса 2 в результате взаимодействия собственного магнитного поля с бегущим магнитным полем, создаваемым обмотками статора 3.Synchronous linear drive contains a
Проводники неявнополюсной обмотки 3 уложены таким образом, что при пропускании по ним электрического тока образуется непрерывная волна бегущего магнитного поля. Частота и амплитуда бегущего магнитного поля определяются параметрами питающего напряжения, а направление магнитной индукции Ф должно совпадать с указанным на чертеже.The conductors of the
Разгоняемое тело - ротор 1 - представляет собой диск с центральным отверстием из магнитожесткого материала, имеющий радиальную остаточную намагниченность Ф′, направление вектора магнитной индукции должно совпадать с указанным на чертеже. Ротор 1 имеет возможность катиться внешним ободом по направляющему рельсу 2, выполненному из магнитомягкого материала. Контакт диска с рельсом в точке D обеспечивается силами магнитного притяжения. Ротор 1 расположен между обмоткой статора 3 и направляющим рельсом 2.The accelerated body — the
В любой момент времени, независимо от положения бегущего поля статора относительно ротора, взаимное расположение магнитных полей Ф и Ф′ будет таковым, что в точке А они будут складываться, а в точке С вычитаться. Таким образом, магнитное поле в точке А будет всегда больше, чем в точке С. Это приводит к появлению движущей силы F, которая заставляет двигаться ротор вдоль направляющего рельса. Чем больше будет индукция магнитного поля ротора, тем больше будет разность между напряженностью поля в точках А и С и тем больше будет сила F.At any time, regardless of the position of the running field of the stator relative to the rotor, the relative position of the magnetic fields Ф and Ф ′ will be such that they will add up at point A and subtract at point C. Thus, the magnetic field at point A will always be greater than at point C. This leads to the appearance of a driving force F, which makes the rotor move along the guide rail. The greater the induction of the magnetic field of the rotor, the greater the difference between the field strength at points A and C and the greater the force F.
Точно такого же эффекта можно будет достичь, изменив направление магнитной индукции ротора Ф′, бегущей волны и вектор магнитного поля статора Ф на противоположное.Exactly the same effect can be achieved by changing the direction of the magnetic induction of the rotor Ф ′, the traveling wave and the stator magnetic field vector Ф to the opposite.
Применение данного привода позволит разгонять диски до скоростей, значительно превышающих скорости, доступные огнестрельному оружию и, кроме того, позволит варьировать скорость каждого снаряда в широком диапазоне. Вместе с тем, уменьшение числа подвижных элементов до минимума позволит повысить надежность установки в целом.The use of this drive will allow you to accelerate the disks to speeds significantly higher than the speeds available to firearms and, in addition, will allow you to vary the speed of each projectile in a wide range. However, reducing the number of movable elements to a minimum will improve the reliability of the installation as a whole.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015114863/07A RU2594567C1 (en) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | Synchronous linear drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015114863/07A RU2594567C1 (en) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | Synchronous linear drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2594567C1 true RU2594567C1 (en) | 2016-08-20 |
Family
ID=56697167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015114863/07A RU2594567C1 (en) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | Synchronous linear drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2594567C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4097833A4 (en) * | 2020-02-01 | 2024-02-07 | Kerry Hayes | Rail system |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2164078A1 (en) * | 1971-12-23 | 1973-06-28 | Siemens Ag | DRIVE ARRANGEMENT WITH A LINEAR MOTOR DESIGNED IN THE TYPE OF A SYNCHRONOUS MACHINE |
SU1697209A1 (en) * | 1989-05-29 | 1991-12-07 | Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им.акад.В.Н.Образцова | Line synchronous motor |
RU2001490C1 (en) * | 1991-07-22 | 1993-10-15 | Диалектов Владимир Борисович; Коломейцев Леонид Филиппович; Лозицкий Олег Евгеньевич; Павлкжов Валерий Михайлович; Соколов Юрий Дмитриевич | Line synchronous motor |
EP0774826A1 (en) * | 1995-11-15 | 1997-05-21 | Oswald Elektromotoren GmbH | Synchronous motor |
US6163091A (en) * | 1999-07-06 | 2000-12-19 | Nikon Corporation | Linear motor with commutation coil |
RU126227U1 (en) * | 2011-06-01 | 2013-03-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | LINEAR SYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE |
-
2015
- 2015-04-20 RU RU2015114863/07A patent/RU2594567C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2164078A1 (en) * | 1971-12-23 | 1973-06-28 | Siemens Ag | DRIVE ARRANGEMENT WITH A LINEAR MOTOR DESIGNED IN THE TYPE OF A SYNCHRONOUS MACHINE |
SU1697209A1 (en) * | 1989-05-29 | 1991-12-07 | Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им.акад.В.Н.Образцова | Line synchronous motor |
RU2001490C1 (en) * | 1991-07-22 | 1993-10-15 | Диалектов Владимир Борисович; Коломейцев Леонид Филиппович; Лозицкий Олег Евгеньевич; Павлкжов Валерий Михайлович; Соколов Юрий Дмитриевич | Line synchronous motor |
EP0774826A1 (en) * | 1995-11-15 | 1997-05-21 | Oswald Elektromotoren GmbH | Synchronous motor |
US6163091A (en) * | 1999-07-06 | 2000-12-19 | Nikon Corporation | Linear motor with commutation coil |
RU126227U1 (en) * | 2011-06-01 | 2013-03-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | LINEAR SYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4097833A4 (en) * | 2020-02-01 | 2024-02-07 | Kerry Hayes | Rail system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2642442C1 (en) | Synchronous generator with two-circuit magnetic system | |
US10873251B2 (en) | Linear motor based on radial magnetic tubes | |
US5302872A (en) | Linear magnetization mover motor due to linear force resulting from the interaction between magnetostatic induction element and electromagnetic coil | |
CN202209908U (en) | Electromagnetic machine gun and electromagnetic cannon | |
Kaye et al. | Applications of coilgun electromagnetic propulsion technology | |
Lee et al. | Coil gun electromagnetic launcher (EML) system with multi-stage electromagnetic coils | |
Abdo et al. | Performance analysis of coil-gun electromagnetic launcher using a finite element coupled model | |
US20230369954A1 (en) | Apparatus, systems, and methods for generating force in electromagnetic system | |
RU2594567C1 (en) | Synchronous linear drive | |
RU2688203C1 (en) | Electromagnetic motor with self-exciting by windings of anchors | |
US5434459A (en) | Pulsed power linear actuator and method of increasing actuator stroke force | |
KR100975326B1 (en) | Electric generator with fixing plate comprising segmented magnets and rotary disk having segmented coil | |
RU181796U1 (en) | ELECTROMAGNETIC BODY ACCELERATOR | |
CN112688526B (en) | Magnetic flux switching type variable magnetic flux linear memory motor | |
Kondamudi et al. | Computations of magnetic forces in multipole field electromagnetic launcher | |
Fan et al. | Investigation of gyroscopic stabilization for single-stage saddle sextupole field electromagnetic launcher | |
Cheng | The development of a novel coil gun with permanent magnet | |
RU171599U1 (en) | LINEAR ELECTRIC MACHINE | |
Xue et al. | Toroidal field electromagnetic launcher | |
Song et al. | Linear permanent magnet motor blend brake system simulation for electromagnetic launcher | |
Cheng | The Design and Simulation of a Novel Electromagnetic Launcher with Permanent Magnet | |
RU2609524C1 (en) | Multiphase motor-generator with magnetic rotor | |
Sasaki et al. | Improvement of average velocity error in the HTS magnetically levitated conveyance system | |
Dolya | Electromagnetic acceleration of permanent magnets | |
US20240071670A1 (en) | Apparatus and methods for generating force in electromagnetic systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170421 |