RU2648682C2 - Линейный двигатель с подвижным магнитом - Google Patents
Линейный двигатель с подвижным магнитом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2648682C2 RU2648682C2 RU2016121589A RU2016121589A RU2648682C2 RU 2648682 C2 RU2648682 C2 RU 2648682C2 RU 2016121589 A RU2016121589 A RU 2016121589A RU 2016121589 A RU2016121589 A RU 2016121589A RU 2648682 C2 RU2648682 C2 RU 2648682C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnet
- inductors
- cores
- windings
- linear motor
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 claims 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005662 electromechanics Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/035—DC motors; Unipolar motors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в Фурье-спектрометрах. Технический результат состоит в повышении быстродействия.. Линейный двигатель с подвижным магнитом содержит магнитопровод с двумя катушками индуктивности, между которыми расположен магнит 3, выполнен в виде двух магнитно не связанных сердечников 1 с прямоугольным сечением, соединенных между собой немагнитными перемычками 4. На каждом из сердечников расположено по одной обмотке 2. Это обеспечивает снижение индуктивности соединенных обмоток при увеличении силы на единицу тока и уменьшение изменения коэффициента преобразования в зависимости от положения магнита по диапазону перемещения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к электромеханике. Основная область применения - это быстродействующие линейные сканирующие системы, преимущественно в системах сканирования Фурье-спектрометров. Для обеспечения необходимого отношения с/ш система сканирования должна обладать достаточным быстродействием чтобы подавлять внешние возмущения.
Уровень техники
Известен линейный двигатель для малых (несколько миллиметров) перемещений [1]. Данный двигатель выполнен в виде двух катушек индуктивности, обмотки которых расположены на магнитопроводе параллельно друг к другу с зазором между ними. В зазоре между катушками индуктивности расположен магнит, магнитное поле которого направлено от одной катушки индуктивности к другой. Токи в витках, обращенных к магниту, имеют одинаковое направление. Магнит установлен на направляющей, обеспечивающей его перемещение в направлении, перпендикулярном виткам катушек индуктивности вдоль их осей намотки. Т.к. магнитопровод в данном аналоге представляет собой U-образный сердечник, то из-за асимметрии конструкции имеются значительные силы, действующие на магнит, не связанные с токами в обмотках, что приводит к сильному изменению коэффициента преобразования (отношение силы, действующей на магнит, к управляющему току в обмотках) в зависимости от направления перемещения магнита. Кроме того, т.к. магнитопровод частично замкнут, а обмотки включены последовательно и согласно, то величина их индуктивности достаточно велика. Оба этих фактора приводят к ограничению быстродействия двигателя.
Наиболее близкое устройство по конструкции представлено в [2], где магнитная система выполнена в виде U-образного сердечника с частичным замыканием открытой части. Данное решение, в силу большей симметрии конструкции, позволяет снизить силы, действующие на магнит, не связанные с токами в обмотках, но т.к. магнитная система дополнительно замкнута, величина индуктивности обмоток катушек индуктивности увеличена, что также ограничивает быстродействие двигателя.
Раскрытие изобретения
Сущность изобретения состоит в том, что магнитопровод линейного двигателя с двумя катушками индуктивности, между которыми расположен магнит 3, выполнен в виде двух магнитно не связанных сердечников 1 с прямоугольным сечением, соединенные между собой немагнитными перемычками 4, на каждом из которых расположено по одной обмотке 2 (Фиг. 1). Это обеспечивает существенное снижение силы действующей на магнит, не связанной с токами в обмотках из-за симметричности магнитопровода, кроме того, снижается индуктивность соединенных обмоток при увеличении силы на единицу тока, действующей на магнит, т.к. магнитная цепь, образованная сердечниками, оказывается полностью разомкнутой (кроме замыкания сердечников магнитопровода через воздушный зазор).
Установка ферромагнитных пластин 5 на немагнитных перемычках 4 по оси симметрии линейного двигателя, в соответствии с п. 2 формулы изобретения, позволяет дополнительно компенсировать магнитные силы, действующие на магнит в направлении перемещения, не связанные с токами в обмотках катушек индуктивности (Фиг. 2-3). Это обеспечивает дополнительное снижение изменения коэффициента преобразования в зависимости от положения магнита по диапазону перемещения. Как видно из этих зависимостей, величина действующих сил на постоянный магнит снижается приблизительно в 4-5 раз.
Описание чертежей
На Фиг. 1 представлена конструкция линейного двигателя, X - направление перемещения,
где:
1 - сердечники катушек индуктивности,
2 - обмотки катушек индуктивности,
3 – магнит,
4 - немагнитные перемычки,
5 - ферромагнитные пластины.
На Фиг. 2 представлена зависимость действующих сил, не связанных с токами в обмотках, на постоянный магнит в зависимости от положения при отсутствии ферромагнитных пластин.
На Фиг. 3 представлена зависимость сил, не связанных с токами в обмотках, действующих на постоянный магнит при установке ферромагнитных пластин на немагнитных перемычках.
Осуществление изобретения
Конструкция линейного двигателя представлена на Фиг. 1. Катушки индуктивности представляют собой обмотки 2, расположенные на сердечниках 1. Магнитопровод выполнен в виде сердечников 1, соединенных между собой немагнитными перемычками 4. Магнит 3 из NdFeB расположен в воздушном зазоре между катушками индуктивности и установлен на линейной направляющей (на чертеже не показана), обеспечивающей перемещение постоянного магнита вдоль катушек индуктивности (направление X). Линейная направляющая и магнитопровод установлены на общем основании (на чертеже не показано). Для диапазона перемещения 10-15 мм и 240 витков для каждой обмотки, размере магнита 23×21×8 мм коэффициент преобразования составляет не менее 4 N/A при величине суммарной индуктивности обмоток 2.5 мГн.
Работает двигатель следующим образом: при протекании токов в обмотках катушек индуктивности, в одинаковом направлении, на постоянный магнит действует сила, пропорциональная токам в обмотках. Направление перемещения постоянного магнита определяется направлением протекающих токов в обмотках катушек индуктивности.
Источники информации
1. Столов Л.И., Афанасьев А.Ю. Моментные двигатели постоянного тока. - М.: Энергоатомиздат, 1989, стр. 30, рис. 2.13.
2. US patent 4456934.
Claims (2)
1. Линейный двигатель с подвижным магнитом, содержащий две катушки индуктивности, расположенные на магнитопроводе напротив друг друга параллельно с воздушным зазором, в котором между ними расположен магнит, установленный на линейной направляющей, с намагниченностью в направлении от одной катушки к другой и направлением перемещения магнита вдоль осей намотки обмоток катушек индуктивности с токами в витках обеих катушек, обращенных к магниту, протекающих в одном направлении, отличающийся тем, что магнитопровод катушек индуктивности выполнен в виде двух сердечников, соединенных между собой немагнитными перемычками и выполненных из ферромагнитного материала, причем перемычки установлены на концах сердечников на сторонах, обращенных друг к другу.
2. Линейный двигатель с подвижным магнитом по п. 1, отличающийся тем, что на немагнитных перемычках установлены ферромагнитные пластины, расположенные по оси симметрии линейного двигателя на сторонах перемычек, обращенных к магниту.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016121589A RU2648682C2 (ru) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | Линейный двигатель с подвижным магнитом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016121589A RU2648682C2 (ru) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | Линейный двигатель с подвижным магнитом |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016121589A RU2016121589A (ru) | 2017-12-06 |
RU2648682C2 true RU2648682C2 (ru) | 2018-03-28 |
Family
ID=60580925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016121589A RU2648682C2 (ru) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | Линейный двигатель с подвижным магнитом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2648682C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3135880A (en) * | 1958-11-10 | 1964-06-02 | Tronics Corp | Linear motion electromagnetic machines |
US4456934A (en) * | 1982-05-10 | 1984-06-26 | Kollmorgen Technologies Corporation | Linear positioning system |
SU1107226A1 (ru) * | 1983-05-27 | 1984-08-07 | Рижское Высшее Военно-Политическое Краснознаменное Училище Им.Маршала Советского Союза Бирюзова С.С. | Линейный электродвигатель посто нного тока |
SU1495949A1 (ru) * | 1987-06-22 | 1989-07-23 | Предприятие П/Я Г-4046 | Линейный электродвигатель посто нного тока |
JP2014183644A (ja) * | 2013-03-19 | 2014-09-29 | Olympus Corp | 電磁アクチュエータ |
-
2016
- 2016-06-01 RU RU2016121589A patent/RU2648682C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3135880A (en) * | 1958-11-10 | 1964-06-02 | Tronics Corp | Linear motion electromagnetic machines |
US4456934A (en) * | 1982-05-10 | 1984-06-26 | Kollmorgen Technologies Corporation | Linear positioning system |
SU1107226A1 (ru) * | 1983-05-27 | 1984-08-07 | Рижское Высшее Военно-Политическое Краснознаменное Училище Им.Маршала Советского Союза Бирюзова С.С. | Линейный электродвигатель посто нного тока |
SU1495949A1 (ru) * | 1987-06-22 | 1989-07-23 | Предприятие П/Я Г-4046 | Линейный электродвигатель посто нного тока |
JP2014183644A (ja) * | 2013-03-19 | 2014-09-29 | Olympus Corp | 電磁アクチュエータ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016121589A (ru) | 2017-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ATE276577T1 (de) | Gleichstromdrossel | |
FI127944B (en) | Magnetic actuator for magnetic support system | |
US10643773B2 (en) | Linear actuator with improved magnetic stability and stripping force | |
KR100964538B1 (ko) | 선형 전동기 | |
JP2007123596A (ja) | 直流リアクトルおよびインバータ装置 | |
CN104051138B (zh) | 变压器 | |
CN109546838A (zh) | 一种直线电机 | |
CN109273197A (zh) | 一种中低速磁浮列车悬浮电磁铁结构 | |
CN104455141B (zh) | 串联磁路混合励磁直线电磁阻尼器 | |
RU2648682C2 (ru) | Линейный двигатель с подвижным магнитом | |
CN102158040B (zh) | 高精度电磁力控制直线电机及其控制系统 | |
KR20120102435A (ko) | 선형 전동기 | |
CN102097916B (zh) | 长行程直流直线电机及其控制系统 | |
CN109326407A (zh) | 基于中低速磁悬浮列车的悬浮电磁铁 | |
JP2024004489A (ja) | リニアモータ | |
RU2638148C2 (ru) | Управляемый реактор с подмагничиванием от постоянных магнитов | |
US20240006973A1 (en) | Permanent field magnet and linear motor | |
JP7124981B1 (ja) | 界磁装置、リニアモータ | |
RU2020126139A (ru) | Универсальное магнитное устройство для системы маглев | |
Liu et al. | Mechanism analysis and modeling research of novel hybrid excitation guiding system | |
Yamaguchi et al. | Design and analysis of cross-coupled 2 DOFs planar direct drive motor | |
JPH04271103A (ja) | 永久磁石を備えた電磁装置 | |
WO2022047940A1 (zh) | 直线电机 | |
Park et al. | Design of Dual-Loop Magnetic Coil with High-Efficiency Wireless Charging and Attachment in Asymmetric Magnetic Latching System | |
JP5990113B2 (ja) | 磁気バネ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180602 |