RU2700666C1 - Линейный электродвигатель - Google Patents
Линейный электродвигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700666C1 RU2700666C1 RU2018140000A RU2018140000A RU2700666C1 RU 2700666 C1 RU2700666 C1 RU 2700666C1 RU 2018140000 A RU2018140000 A RU 2018140000A RU 2018140000 A RU2018140000 A RU 2018140000A RU 2700666 C1 RU2700666 C1 RU 2700666C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- linear electric
- stator
- electric motor
- circuit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
- H02K33/02—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, в частности к линейным электродвигателям. Технический результат - повышение силы тяги и коэффициента полезного действия. Линейный электродвигатель содержит статор, состоящий из магнитного корпуса, в котором расположена намагничивающая катушка, создающая магнитный поток, установленная на немагнитный каркас, закрепленный на магнитопроводе. Торцевой магнитопровод запрессован в магнитопровод. Якорь состоит из верхней, средней и нижней магнитных втулок, а также верхнего и нижнего немагнитных колец, насаженных на немагнитный стержень. Якорь установлен в статоре при помощи одного немагнитного подшипника скольжения, запрессованного в магнитопровод, и другого, насаженного на нижнюю магнитную втулку. Возвратная пружина установлена между магнитопроводом и шайбой, закрепленной гайкой. 3 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к линейным электродвигателям, которые находят широкое применение в дискретном электроприводе.
Уровень техники
Известен линейный электродвигатель, состоящий из статора с намагничивающими катушками и бегуна, выполненных из чередующихся магнитных и немагнитных колец и прилегающих к рабочим воздушным зазорам магнитных и немагнитных элементов вблизи каждой намагничивающей катушки, нижний предел отношения радиального и осевого размеров немагнитного элемента в осевом сечении равен 0,5:1, при чем, верхний предел указанного отношения достигает значения 1:1 (см. патент РФ №2031518, Кл. Н02К 33/02, опубл. 20.03.1995).
Недостатком известной конструкции является низкая эффективность магнитной системы на единицу массы и мощности, а следовательно, и низкий коэффициент полезного действия.
Известен линейный электродвигатель, состоящий из статора, собранного из магнитных и немагнитных элементов и намагничивающих катушек, якоря, выполненного из чередующихся магнитных и немагнитных колец, при чем, форма сечения торцов основных и промежуточных полюсов статора имеет вид усеченной неравнобедренной трапеции, образованной двумя фасками под внешними углами 45 и 60°, прилегающими к поверхностям немагнитной вставки статора и якоря и образующими соотношение толщины сечения магнитопровода статора к вершине усеченной трапеции торца полюсов статора 4:1; форма сечения торцов магнитных колец якоря имеет вид неправильного прямоугольника, образованного фасками под внешним углом 60°, прилегающими к внутренней поверхности статора при соотношении длины торца магнитных колец якоря к их максимальной длине 1:4. (см. патент РФ №2361353, Кл. Н02К 41/03, опубл. 10.07.2009).
Недостатком конструкции линейного электродвигателя являются массогабаритные показатели, малая сила тяги, низкий коэффициент полезного действия.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту и принятый авторами за прототип является линейный электродвигатель, состоящий из статора, собранного из магнитных и немагнитных элементов и намагничивающих катушек, якоря, выполненного из чередующихся магнитных и немагнитных колец, при чем форма сечения торцов левых магнитных полюсов и правых торцов промежуточных полюсов имеет вид прямоугольного треугольника, образованного фасками, прилегающими под внешним углом 45° к поверхности немагнитных вставок, форма сечения правых торцов магнитных колец якоря имеет вид прямоугольного треугольника, образованного фасками, под углом 60° прилегающими к поверхности немагнитного стержня (см. патент РФ №2543512, Кл. Н02К 41/02, опубл. 10.03.2015).
Недостатком конструкции линейного электродвигателя являются не технологичность при изготовлении, малая сила тяги, низкий коэффициент полезного действия.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является - разработка линейного электродвигателя, обладающего повышенной силой тяги, повышенным коэффициентом полезного действия, улучшенной технологичностью изготовления, за счет наличия первого, второго и третьего сужения магнитопровода, наличия верхнего и нижнего немагнитного кольца, изменения длины воздушного зазора, практически до нуля, посредством устранения рассеянных магнитных потоков.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемой конструкции, сводится к улучшению технологичности при изготовлении, повышению силы тяги, а так же повышению коэффициента полезного действия.
Технический результат достигается тем, что линейный электродвигатель, содержащий статор, якорь, магнитный корпус, намагничивающую катушку, при этом он дополнительно снабжен немагнитным каркасом, закрепленным на магнитопроводе, имеющий три сужения в соотношении 1/3, при чем первое и второе сужение одинаковой длины, а длина третьего сужения равна длине хода якоря Δ, а так же торцевой магнитопровод, запрессованный в магнитопровод, при этом якорь, установленный в статоре при помощи немагнитного подшипника скольжения запрессованного в магнитопровод, немагнитного подшипника скольжения, насаженного на нижнюю магнитную втулку, состоит из верхней магнитной втулки, средней магнитной втулки, нижней магнитной втулки, верхнего немагнитного кольца, нижнего немагнитного кольца, насаженных на немагнитный стержень.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 - представлен общий вид линейного электродвигателя.
На фиг. 2 - представлен разрез линейного электродвигателя с нанесением основных магнитных потоков в начале рабочего хода.
На фиг. 3 - представлен разрез линейного электродвигателя с нанесением основных магнитных потоков в конце рабочего хода.
Осуществление изобретения
Линейный электродвигатель (см. фиг. 1, 2, 3) содержит статор 1, который состоит из магнитного корпуса 2, в котором расположена намагничивающая катушка 3, создающая магнитный поток Ф, установленная на немагнитный каркас 4, закрепленный на магнитопроводе 5, болтов 6 закрепляющих магнитный корпус 2 к магнитопроводу 5, а также торцевой магнитопровод 7 запрессованный в магнитопровод 5, якорь 8, который состоит из верхней магнитной втулки 9, средней магнитной втулки 10, нижней магнитной втулки 11, верхнего немагнитного кольца 12, нижнего немагнитного кольца 13, насаженных на немагнитный стержень 14, при этом якорь 8 установлен в статоре 1 при помощи немагнитного подшипника скольжения 15, запрессованного в магнитопровод 5, немагнитный подшипник скольжения 16, насаженный на нижнюю магнитную втулку 11, а возвратная пружина 17, установлена между магнитопроводом 5 и шайбой 18, закрепленной гайкой 19.
Предлагаемый линейный электродвигатель работает следующим образом (см. фиг. 1, 2, 3): при отсутствии питания намагничивающей катушки 3, якорь 8 занимает верхнее положение под действием возвратной пружины 17. При подаче на намагничивающую катушку 3 напряжения, по ней начинает протекать ток, создающий магнитный поток Ф замыкающийся по магнитному корпусу 2 и магнитопроводу 5. Магнитный поток Ф в месте первого сужения магнитопровода 5 разделяется на рабочий магнитный поток Ф1р, проходящий по верхней магнитной втулке 9 и верхнему немагнитному кольцу 12, шунтирующий магнитный поток Ф1ш, проходящий по первому сужению магнитопровода 5, а так же рассеянный магнитный поток Ф1δ, проходящий по немагнитному каркасу 4, далее они суммируются в магнитопроводе 5. Проходя по магнитопроводу 5 в месте второго сужения происходит разделение магнитного потока Ф на рабочий магнитный поток Ф2р, проходящий по средней магнитной втулке 10 и нижнему немагнитному кольцу 13, шунтирующий магнитный поток Ф2ш, проходящий по магнитопроводу 5 в месте его второго сужения, а так же рассеянный магнитный поток Ф2δ, проходящий по немагнитному каркасу 4, далее они суммируются в магнитопроводе 5. Проходя по магнитопроводу 5 в месте третьего сужения магнитный поток Ф разделяется на рабочий магнитный поток Ф3р, проходящий по нижней магнитной втулке 11, воздушному зазору длиной Δ, равному длине хода якоря 8, торцевому магнитопроводу 7, шунтирующий магнитный поток Ф3ш, проходящий по магнитопроводу 5 в месте его третьего сужения, далее они суммируются в магнитопроводе 5. Разделение магнитного потока Ф в месте первого сужения магнитопровода 5 на рабочий магнитный поток Ф1р, шунтирующий магнитный поток Ф1ш, и рассеянный магнитный поток Ф1δ, происходит из-за наличия сужения магнитопровода 5 в соотношении 1/3, что приводит к магнитному насыщению этого участка и выталкиванию магнитных потоков Ф1р и Ф1δ, при этом магнитные сопротивления прохождению магнитных потоков Ф1р, Ф1ш и Ф1δ соизмеримы из-за наличия верхнего немагнитного кольца 12. Разделение магнитного потока Ф в месте второго сужения магнитопровода 5 на рабочий магнитный поток Ф2р, шунтирующий магнитный поток Ф2ш, и рассеянный магнитный поток Ф2δ, происходит из-за наличия сужения магнитопровода 5 в соотношении 1/3, что приводит к магнитному насыщению этого участка и выталкиванию магнитных потоков Ф2р и Ф2δ, при этом магнитные сопротивления прохождению магнитных потоков Ф2р, Ф2ш и Ф2δ соизмеримы из-за наличия нижнего немагнитного кольца 13. Разделение магнитного потока Ф в месте третьего сужения магнитопровода 5 на рабочий магнитный поток Ф3р и шунтирующий магнитный поток Ф3ш, происходит из-за наличия сужения магнитопровода 5 в соотношении 1/3, что приводит к магнитному насыщению этого участка и выталкиванию магнитного потока Ф3р, при этом магнитные сопротивления прохождению магнитных потоков Ф3р, и Ф3ш соизмеримы, из-за наличия воздушного зазора длиной Δ, равного длине хода якоря 8. В результате прохождения рабочих потоков Ф1р, Ф2р, Ф3р возникает электромагнитная сила, которая приводит к перемещению якоря 8 в нижнее положение. При достижении якорем 8 нижнего положения (см. фиг. 3) магнитный поток Ф проходя в месте первого сужения магнитопровода 5, разделяется на шунтирующий магнитный поток Ф1ш, проходящий по первому сужению магнитопровода 5, и рабочий магнитный поток Ф1р, проходящий по верхней магнитной втулке 9, верхнему немагнитному кольцу 12, при чем за счет снижения магнитного сопротивления на пути рабочего магнитного потока Ф1р, исчезает рассеянный магнитный поток Ф1δ. Магнитный поток Ф проходя в месте второго сужения магнитопровода 5, разделяется на шунтирующий магнитный поток Ф2ш, проходящий по второму сужению магнитопровода 5, и рабочий магнитный поток Ф2р, проходящий по средней магнитной втулке 10, нижнему немагнитному кольцу 13, при чем за счет снижения магнитного сопротивления на пути рабочего магнитного потока Ф2р, исчезает рассеянный магнитный поток Ф2δ. Магнитный поток Ф проходя в месте третьего сужения магнитопровода 5, разделяется на шунтирующий магнитный поток Ф3ш, проходящий по третьему сужению магнитопровода 5, и рабочий магнитный поток Ф3р, проходящий по нижней магнитной втулке 11, торцевому магнитопроводу 7, при чем за счет уменьшения воздушного зазора до нуля, значительно снижается магнитное сопротивление прохождению рабочего магнитного потока Ф3р.
За счет наличия первого, второго и третьего сужения магнитопровода 5, верхнего немагнитного кольца 12, нижнего немагнитного кольца 13, воздушного зазора длиной Δ, позволяет получить рабочие магнитные потоки Ф1р, Ф2р, Ф3р в верхнем положении якоря 8. При переходе от верхнего к нижнему положению якоря 8, изменяется длина воздушного зазора Δ практически до нуля, при этом исчезают рассеянные магнитные потоки Ф1δ, Ф2δ, нижняя магнитная втулка 11 образовывает стыковое соединение с торцевым магнитопроводом 7, что способствует увеличению силы тяги, коэффициента полезного действия и технологичности при изготовлении. После отключения напряжения от намагничивающей катушки 3, исчезает магнитный поток Ф, а следовательно и рабочие магнитные потоки Ф1р, Ф2р, Ф3р при этом якорь 8 под действием возвратной пружины 17 возвращается в верхнее положение.
По сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями предлагаемый линейный электродвигатель имеет ряд преимуществ:
- за счет наличия первого, второго и третьего сужения магнитопровода, улучшается технологичность при изготовлении;
- за счет наличия первого, второго и третьего сужения магнитопровода, верхнего и нижнего немагнитного кольца, а так же воздушного зазора, повышается сила тяги;
- за счет наличия первого, второго и третьего сужения магнитопровода, верхнего и нижнего немагнитного кольца, а так же воздушного зазора, увеличивается коэффициент полезного действия.
Claims (1)
- Линейный электродвигатель, содержащий статор, якорь, магнитный корпус, намагничивающую катушку, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен немагнитным каркасом, закрепленным на магнитопроводе, имеющим три сужения в соотношении 1/3, причем первое и второе сужения одинаковой длины, а длина третьего сужения равна длине хода якоря Δ, а также торцевой магнитопровод, запрессованный в магнитопровод, при этом якорь, установленный в статоре при помощи немагнитного подшипника скольжения, запрессованного в магнитопровод, и немагнитного подшипника скольжения, насаженного на нижнюю магнитную втулку, состоит из верхней магнитной втулки, средней магнитной втулки, нижней магнитной втулки, верхнего немагнитного кольца, нижнего немагнитного кольца, насаженных на немагнитный стержень.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018140000A RU2700666C1 (ru) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Линейный электродвигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018140000A RU2700666C1 (ru) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Линейный электродвигатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2700666C1 true RU2700666C1 (ru) | 2019-09-18 |
Family
ID=67990033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018140000A RU2700666C1 (ru) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Линейный электродвигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2700666C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758999C1 (ru) * | 2021-01-21 | 2021-11-08 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госпорпорация "Росатом") | Глубоководный электромеханический исполнительный механизм |
RU2792975C1 (ru) * | 2022-08-05 | 2023-03-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Линейный электродвигатель |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1539915A1 (ru) * | 1988-02-04 | 1990-01-30 | Московский институт радиотехники, электроники и автоматики | Электрический двигатель возвратно-поступательного движени |
RU2031518C1 (ru) * | 1990-09-14 | 1995-03-20 | Владимир Николаевич Гурницкий | Линейный электродвигатель |
WO2007098990A1 (de) * | 2006-02-28 | 2007-09-07 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Linearantrieb mit reduzierter axialer kraftkomponente sowie linearverdichter und kältegerät |
RU2361353C2 (ru) * | 2007-07-23 | 2009-07-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ставропольский государственный аграрный университет | Линейный электродвигатель |
WO2014142827A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | Moog Inc. | Laminated linear motor stator core |
RU2543512C1 (ru) * | 2013-07-29 | 2015-03-10 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСЬВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ЛинЭД" | Линейный электродвигатель |
-
2018
- 2018-11-12 RU RU2018140000A patent/RU2700666C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1539915A1 (ru) * | 1988-02-04 | 1990-01-30 | Московский институт радиотехники, электроники и автоматики | Электрический двигатель возвратно-поступательного движени |
RU2031518C1 (ru) * | 1990-09-14 | 1995-03-20 | Владимир Николаевич Гурницкий | Линейный электродвигатель |
WO2007098990A1 (de) * | 2006-02-28 | 2007-09-07 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Linearantrieb mit reduzierter axialer kraftkomponente sowie linearverdichter und kältegerät |
RU2361353C2 (ru) * | 2007-07-23 | 2009-07-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ставропольский государственный аграрный университет | Линейный электродвигатель |
WO2014142827A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | Moog Inc. | Laminated linear motor stator core |
RU2543512C1 (ru) * | 2013-07-29 | 2015-03-10 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСЬВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ЛинЭД" | Линейный электродвигатель |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758999C1 (ru) * | 2021-01-21 | 2021-11-08 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госпорпорация "Росатом") | Глубоководный электромеханический исполнительный механизм |
RU2792975C1 (ru) * | 2022-08-05 | 2023-03-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Линейный электродвигатель |
RU2816470C1 (ru) * | 2022-12-26 | 2024-03-29 | Шэньчжэнь Шуйе Текнолоджи Ко., Лтд. | Линейный электромотор возвратно-поступательного движения на магнитной подушке и электрическое устройство для стрижки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5719451A (en) | Linear magnetic actuator | |
JP3304976B2 (ja) | 空力分配器のための3極電磁作動器 | |
US4837467A (en) | Linear motor with angularly indexed magnetic poles | |
JP6257533B2 (ja) | 一定の力を発生するコンパクト型直接駆動アクチュエータ | |
EP2850328B1 (en) | Magnetic bearing and method for mounting a ferromagnetic structure around the core of a magnetic bearing | |
US11218067B2 (en) | Method and apparatus for power generation | |
US6313553B1 (en) | Rotating electromagnetic actuator comprising at least one magnet embedded in ferromagnetic material | |
RU2700666C1 (ru) | Линейный электродвигатель | |
DE102007056116B4 (de) | Permanenterregte elektrische Maschine | |
DE102007004359A1 (de) | Kunststoff-Elektromotor | |
EP0626109B1 (en) | Ferromagnetic wire electromagnetic actuator | |
RU2694811C1 (ru) | Линейный электродвигатель | |
CN115765376A (zh) | 一种线性电机及其驱动和控制方法 | |
RU2792975C1 (ru) | Линейный электродвигатель | |
RU2361353C2 (ru) | Линейный электродвигатель | |
EA045577B1 (ru) | Линейный электродвигатель | |
RU2543512C1 (ru) | Линейный электродвигатель | |
RU2705205C1 (ru) | Линейный электродвигатель | |
JPH05504671A (ja) | 電気機械 | |
RU2704962C1 (ru) | Поворотный электромагнит | |
CN105305769A (zh) | 一种凸极开槽永磁阵列及直线电机 | |
CN105305770B (zh) | 高效大推力双边直线电机 | |
CN112968540B (zh) | 一种基于双层磁体提高转矩特性的永磁电机 | |
KR100360255B1 (ko) | 리니어 모터의 손실 저감구조 | |
RU2806063C1 (ru) | Осевой гибридный активный магнитный подшипник |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201113 |