RU59342U1

RU59342U1 - LINEAR ELECTROMAGNETIC MOTOR WITH ANCHOR HOLD

Info

Publication number: RU59342U1
Application number: RU2006127919/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Мошкин; Константин Михайлович Усанов; Андрей Валерьевич Волгин; Виталий Александрович Каргин
Priority date: 2006-07-31
Filing date: 2006-07-31
Publication date: 2006-12-10

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к электромагнитным двигателям с возвратно-поступательным движением якоря. Линейный электромагнитный двигатель содержит статор с обмоткой возбуждения, комбинированный якорь с плоской дисковой частью, возвратную пружину и направляющий корпус с устройством удержания в виде цилиндрического электромагнита с внешним притягивающимся якорем. Удерживающий электромагнит выполнен в виде плоской, ограниченно подвижной крышки цилиндрического неметаллического направляющего корпуса двигателя, а роль внешнего притягивающегося якоря этого электромагнита на этапе удержания выполняет плоская дисковая часть комбинированного якоря линейного электромагнитного двигателя. Применение двигателя позволит упростить конструкцию и повысить удельную выходную энергию.The utility model relates to electrical engineering, in particular, to electromagnetic motors with reciprocating armature. The linear electromagnetic motor contains a stator with a field winding, a combined armature with a flat disk part, a return spring and a guide housing with a holding device in the form of a cylindrical electromagnet with an external attracting armature. The holding electromagnet is made in the form of a flat, limitedly movable cover of a cylindrical non-metallic guide body of the engine, and the role of the external attracting armature of this electromagnet at the holding stage is played by the flat disk part of the combined armature of a linear electromagnetic motor. The use of the engine will simplify the design and increase the specific output energy.

Description

Полезная модель относится к электрическим машинам и может быть использована для создания импульсных устройств - молотов, прессов, побудителей для интенсификации разгрузки бункеров, других ударных машин с поступательным ограниченным движением рабочего органа.The utility model relates to electric machines and can be used to create pulsed devices - hammers, presses, stimulators for intensifying the unloading of bunkers, other percussion machines with translational limited movement of the working body.

Известен электромагнитный двигатель, состоящий из статора, смонтированной в нем катушкой и якорем в виде цилиндра с плоской дисковой частью, возвратной пружины и подпружиненных фиксаторов с регулировочными винтами для удержания якоря на этапе трогания (А.с. 821018 СССР, МКИ В 21 J 7/30. Электромагнитный пресс / А.В.Львицын, Г.Г.Угаров, Г.А.Витмаер и В.Н.Федонин (СССР) - Опубл. 15.04.81. Бюл. №14).A known electromagnetic motor consisting of a stator mounted in it by a coil and an anchor in the form of a cylinder with a flat disk part, a return spring and spring-loaded clamps with adjusting screws to hold the anchor during the starting phase (A.S. 821018 USSR, MKI B 21 J 7 / 30. Electromagnetic press / A.V. Lvitsyn, G. G. Ugarov, G. A. Vitmaer and V. N. Fedonin (USSR) - Publ. 15.04.81. Bull. No. 14).

Основными недостатками такого устройства являются повышенный износ и шум в работе.The main disadvantages of such a device are increased wear and noise in operation.

Известен также линейный электромагнитный двигатель, содержащий статор с размещенной внутри катушкой и якорем, выполненным в форме цилиндра с плоской дисковой частью, расположенной внутри направляющего корпуса, и возвратную пружину, снабженный направляющим корпусом, выполненным из ферромагнитного материала с меньшей площадью поперечного сечения по отношению к статору и установленным с возможностью взаимодействия с внешней дисковой частью якоря. В этом двигателе осуществляется использование одной обмотки возбуждения для создания и удерживающих якорь на этапе трогания, и ускоряющих его на рабочем ходе электромагнитных усилий (Патент 2084071 (РФ), МКИ 6 Н 02 К 33/02, Н 01 F 7/16, В 21 J 7/30. Линейный электромагнитный двигатель / Угаров Г.Г., Нейман В.Ю. - Опубл. в БИ, 1997, №19).A linear electromagnetic motor is also known, comprising a stator with a coil and an armature inside, made in the form of a cylinder with a flat disk part located inside the guide body, and a return spring equipped with a guide body made of ferromagnetic material with a smaller cross-sectional area with respect to the stator and installed with the ability to interact with the external disk part of the anchor. In this engine, one field winding is used to create and hold the armature at the start-up phase, and electromagnetic forces accelerating it during the working course (Patent 2084071 (RF), MKI 6 N 02 K 33/02, H 01 F 7/16, V 21 J 7/30 Linear electromagnetic motor / Ugarov GG, Neiman V.Yu. - Publ. In BI, 1997, No. 19).

К недостаткам двигателя следует отнести невозможность плавного оперативного регулирования усилия, удерживающего якорь до начала его движения, шунтирование ферромагнитным направляющим корпусом магнитного потока верхнего рабочего зазора и, как следствие, ухудшение выходных показателей, в том числе, за счет увеличения радиальных размеров корпуса для обеспечения максимального технологического зазора Δ.The disadvantages of the engine include the impossibility of smooth operational control of the force holding the anchor until it begins to move, shunting of the magnetic flux of the upper working gap by the ferromagnetic guide body and, as a result, deterioration of output indicators, including by increasing the radial dimensions of the body to ensure maximum technological the gap Δ.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является линейный электромагнитный двигатель, содержащий статор, обмотку, комбинированный якорь, выполненный в форме цилиндра с плоской дисковой частью, верхний и нижний направляющие стержни, возвратную пружину, ферромагнитный направляющий корпус и снабженный устройством удержания, выполненным в виде цилиндрического электромагнита с внешним притягивающимся якорем (Мошкин В.И. Импульсные линейные электромагнитные двигатели с регулируемыми выходными параметрами. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Томск, 1992. - 20 с.).Closest to the proposed technical solution is a linear electromagnetic motor containing a stator, a winding, a combined armature made in the form of a cylinder with a flat disk part, upper and lower guide rods, a return spring, a ferromagnetic guide body and equipped with a holding device made in the form of a cylindrical electromagnet with an external attracting anchor (Moshkin V.I. Pulsed linear electromagnetic motors with adjustable output parameters. Abstract ertatsii for the degree of Candidate of Technical Sciences -. Tomsk, 1992. - 20 s)..

Недостаток двигателя, ухудшающий его выходные характеристики - громоздкая конструкция нагружающего устройства, в котором удерживающий электромагнит установлен в отдельном корпусе, а якорем этого электромагнита служит массивная фигурная шайба с развитой торцевой поверхностью.The disadvantage of the engine, which worsens its output characteristics, is the bulky design of the loading device, in which the holding electromagnet is installed in a separate housing, and the anchor of this electromagnet is a massive figured washer with a developed end surface.

Для повышения удельной выходной энергии линейного электромагнитного двигателя при одновременном упрощении конструкции и расширения эксплуатационных возможностей машины удерживающий электромагнит монтируется непосредственно на направляющем корпусе, который для исключения вторичных замкнутых контуров и шунтирования магнитного потока верхнего рабочего зазора двигателя выполняется неметаллическим, а роль внешнего притягивающегося якоря удерживающего электромагнита выполняет плоская дисковая часть комбинированного якоря линейного двигателя.To increase the specific output energy of a linear electromagnetic motor while simplifying the design and expanding the operational capabilities of the machine, the holding electromagnet is mounted directly on the guide body, which is non-metallic to exclude secondary closed circuits and bypass the magnetic flux of the upper working clearance of the motor, and plays the role of an external attracting anchor of the holding electromagnet flat disc part of the combined anchor linear Second motor.

На фиг.1 показана конструкция предлагаемого линейного электромагнитного двигателя с удержанием якоря.Figure 1 shows the design of the proposed linear electromagnetic motor with anchor retention.

Линейный электромагнитный двигатель содержит статор 1, в расточке которого помещена обмотка 2, комбинированный якорь 4 с плоской дисковой частью 5, верхний 9 и нижний 11 направляющие стержни, возвратную пружину 10 и неметаллический направляющий корпус 3. Устройство удержания якоря состоит из плоского цилиндрического электромагнита с броневым магнитопроводом 6 и обмоткой 8 и установлено в направляющем корпусе 3 с возможностью ограниченного осевого перемещения для смягчения ударов о магнитопровод 6 комбинированного якоря 5 при его возврате пружиной 10. Фиксация магнитопровода 6 в корпусе 3 обеспечивается шайбой 7. Осевое отверстие магнитопровода 6 служит одновременно направляющей втулкой верхнего стержня 9 комбинированного якоря 4, 5 двигателя. Предлагаемая плоская (D/Δ≥3) конструкция электромагнита обеспечивает большую площадь взаимодействующих при удержании поверхностей ярма и якоря, позволяет при меньших электромагнитных нагрузках получать те же значения удерживающих усилий, что и в прототипе, и повышает экономичность устройства.The linear electromagnetic motor contains a stator 1, in the bore of which is placed a winding 2, a combined armature 4 with a flat disk part 5, an upper 9 and a lower 11 guide rods, a return spring 10 and a non-metallic guide casing 3. The armature holding device consists of a flat cylindrical electromagnet with an armored the magnetic circuit 6 and the winding 8 and is installed in the guide body 3 with the possibility of limited axial movement to mitigate impacts on the magnetic circuit 6 of the combined armature 5 when it returns zhinoy 10. Locking yoke 6 in the housing 3 is provided washer 7. The axial hole 6 of the magnetic circuit serves simultaneously as a guide sleeve of the upper rod 9 combined armature 4, 5 of the engine. The proposed flat (D / Δ≥3) design of the electromagnet provides a large area of the yoke and the armature interacting while holding the surfaces, allows obtaining the same holding forces as with the prototype at lower electromagnetic loads, and increases the efficiency of the device.

Линейный электромагнитный двигатель с удержанием якоря работает следующим образом. В исходном состоянии комбинированный якорь 4 под действием усилия возвратной пружины 10 находится в крайнем верхнем положении.Linear electromagnetic motor with anchor retention works as follows. In the initial state, the combined anchor 4 under the action of the force of the return spring 10 is in its highest position.

Перед началом хода комбинированного якоря 4 напряжение подается на обмотку 8 удерживающего электромагнита, в результате чего создается усилие удержания F_уд. Ускоренное движение комбинированного якоря 4 начнется лишь тогда, когда при подаче на обмотку 2 импульса напряжения возрастающее тяговое усилие F_H линейного электромагнитного двигателя в его начальном положении превысит усилие удержания F_уд. При отключении импульса напряжения комбинированный якорь 4 под действием усилия возвратной пружины 10 возвращается в исходное состояние.Before the start of the course of the combined armature 4, the voltage is applied to the winding 8 of the holding electromagnet, as a result of which a holding force F _{beats is created} . The accelerated movement of the combined armature 4 will begin only when, when a voltage pulse is applied to the winding 2, the increasing traction force F _{H of the} linear electromagnetic motor in its initial position exceeds the holding force F _beats . When you turn off the voltage pulse, the combined armature 4 under the action of the force of the return spring 10 returns to its original state.

Применение в качестве удерживающего устройства для якоря 5 плоского, в виде крышки корпуса 3, электромагнита 6 уменьшает габариты и массу машины, позволяет оперативно, плавно, в широком диапазоне изменять величину F_уд за счет тока возбуждения обмотки 8 этого электромагнита, регулировать значение выходной механической энергии линейного двигателя и расширять, таким образом, эксплуатационные возможности машины. Наибольший эффект достигается, если для управления предлагаемым двигателем применить специальное устройство управления (Патент Р.Ф. на полезную модель №46893. Устройство для управления однообмоточным электромагнитным двигателем ударного действия / Волгин А.В., Усанов К.М., Мошкин В.И. // Бюл.2005 №21).The use of a flat, in the form of a body cover 3, electromagnet 6 as an retaining device for the armature 5 reduces the dimensions and weight of the machine, allows quickly, smoothly, in a wide range to change the value of F _beats due to the excitation current of the winding 8 of this electromagnet, and adjust the value of the output mechanical energy linear motor and thus expand the operational capabilities of the machine. The greatest effect is achieved if a special control device is used to control the proposed engine (RF patent for utility model No. 46893. Device for controlling a single-winding electromagnetic shock motor / Volgin A.V., Usanov K.M., Moshkin V.I. . // Bull. 2005 No. 21).

Claims

A linear electromagnetic motor with anchor holding, comprising a stator with field winding, a combined armature with a flat disk part, a return spring, a guiding body and equipped with a holding device made in the form of a cylindrical electromagnet with an external attracting armature, characterized in that the holding electromagnet is made in the form of a flat , limited movable cover of a cylindrical non-metallic guide body of the engine, and the role of the external attracting armature of this electromagnet That at the stage of holding performs a flat disk part of the combined armature of a linear electromagnetic motor.