UA68972A

UA68972A - Linear direct-current motor

Info

Publication number: UA68972A
Application number: UA20031110559A
Authority: UA
Inventors: Valentyn Danylovych Flora; Yurii Valentynovych Flora
Original assignee: Univ Zaporizhia Nat Technical
Priority date: 2003-11-24
Filing date: 2003-11-24
Publication date: 2004-08-16

Abstract

The proposed linear direct-current motor contains a fixed stator and a movable element with magnetic circuits and windings. The stator magnetic circuit contains two parallel cores with slots for the armature ring winding. The magnetic circuit of the movable element contains two parallel cores with the excitation winding. The magnetic circuits of the stator and movable element constitute the sections of the magnetic network of the motor that are connected in series relative to the magnetic flux induced by the excitation winding.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід стосується галузі електричних машин постійного струму, які працюють у двигуновому або 2 гальмівному режимах у тяговому та іншому електроприводі, для переміщення вузлів машин та пристроїв в одній площині (розсувні двері, подачі стругальних та інших верстатів, конвеєрні лінії та ін.).The invention relates to the field of direct current electric machines, which work in engine or 2 brake modes in traction and other electric drives, for moving machine assemblies and devices in one plane (sliding doors, feeding of planing and other machines, conveyor lines, etc.).

Відомі лінійні синхронні й асинхронні двигуни змінного струму (1. Захарченко Д.Д., Ротанов Н.А. Тяговье злектрические машиньі. Учебник для вузов ж.-д. транспорта. - М.: Транспорт, 1991. -343с. 2. Розенфельд В.Е.,Well-known linear synchronous and asynchronous AC motors (1. Zakharchenko D.D., Rotanov N.A. Traction electric machines. Textbook for railway transport schools. - M.: Transport, 1991. -343p. 2. Rosenfeld V.E.,

Исаев И.П., Сидоров Н.Н. Теория злектрической тяги: Учебник для вузов ж.-д. транспорта. - М.: Транспорт, 70 1983. -328с1.Isaev I.P., Sidorov N.N. The theory of electric traction: Textbook for universities of railways. transport - M.: Transport, 70 1983. -328p1.

Недоліком лінійного асинхронного двигуна є те, що на його рухомій частині розташована індукторна трифазна обмотка, яка живиться від трифазної контактної мережі або від розташованого на рухомій частині веденого двигуном механізму потужного джерела живлення, що або суттєво ускладнює контактну мережу, або значно збільшує масу рухомої частини механізму, яка приводиться до руху двигуном. 12 Як прототип вибрана відома конструкція лінійного синхронного двигуна |Розенфельд В.Е., Исаев И.П.,The disadvantage of a linear asynchronous motor is that on its moving part there is a three-phase inductor winding, which is powered by a three-phase contact network or from a powerful power source located on the moving part of the engine-driven mechanism, which either significantly complicates the contact network, or significantly increases the mass of the moving part of the mechanism , which is driven by the engine. 12 The well-known design of a linear synchronous motor was chosen as a prototype |Rosenfeld V.E., Isaev I.P.,

Сидоров Н.Н. Теория злектрической тяги: Учебник для вузов ж.-д. транспорта. - М.: Транспорт, 1983. -328с.1.Sidorov N.N. The theory of electric traction: Textbook for universities of railways. transport - M.: Transport, 1983. -328p.1.

В конструкції машини на нерухомій частині розташована якірна обмотка змінного струму барабанного типу, а на рухомій частині - змінно полюсна магнітна система.In the design of the machine, a drum-type alternating current armature winding is located on the stationary part, and an alternating pole magnetic system is located on the moving part.

Недоліками відомої конструкції електричної машини є такі: 1. Складність конструкції обмотки якоря та змінно полюсної магнітної системи. 2. Наявність реактивних змінних струмів та напруг, які завантажують живлячі лінії та викликають необхідність збільшення густини струму в обмотці якоря та живлячих напруг.The disadvantages of the known design of the electric machine are as follows: 1. The complexity of the design of the armature winding and variable pole magnetic system. 2. The presence of reactive alternating currents and voltages that load the supply lines and cause the need to increase the current density in the armature winding and supply voltages.

З. Збільшення втрат потужності на гістерезис та вихрові струми у зв'язку зі змінним струмом, який проходить через якірні обмотки двигуна. 29 В основу винаходу поставлена задача розробки лінійного електричного двигуна, позбавленого вказаних /«Ф, недоліків, що досягається живленням кільцевої (замість барабанної) якірної обмотки від джерела постійного струму, уніполярністю та спеціальною конструкцією магнітної системи.C. Increased hysteresis and eddy current power losses due to alternating current passing through the motor's armature windings. 29 The invention is based on the task of developing a linear electric motor, devoid of the specified /"F, disadvantages, which is achieved by powering the ring (instead of drum) armature winding from a direct current source, unipolarity and a special design of the magnetic system.

Вирішення цієї задачі досягається тим, що магнітний ланцюг якоря розташований на нерухомій частині й складається з двох плоских призматичних паралельних осердь, закріплених на немагнітній плоскій опірній с поверхні, з немагнітним зазором між ними, на зовнішніх поверхнях котрих в пазах розташована кільцеваобмотка якоря, а система збудження розташована на рухомій частині й складається з двох паралельних магнітних ланцюгів із спільним або окремими джерелами магнітних потоків (постійними магнітами, електромагнітами, о кріогенними магнітами і т.Ії.), причому кожна частина магнітного ланцюга збудження увімкнена послідовно зі с своїм плоским призматичним осердям якоря, створюючи замкнене магнітне коло з повітряними зазорами. 3о Використання такої конструкції лінійного електричного двигуна постійного струму дозволяє, застосовуючи ее, уніполярну магнітну систему, спростити конструкцію обмотки якоря, виключити реактивні складові струмів та напруг у живлячих лініях та зменшити втрати потужності на гістерезис і вихрові струми.The solution to this problem is achieved by the fact that the magnetic chain of the armature is located on a stationary part and consists of two flat prismatic parallel cores fixed on a non-magnetic flat resistance surface with a non-magnetic gap between them, on the outer surfaces of which the ring winding of the armature is located in the grooves, and the excitation system is located on the moving part and consists of two parallel magnetic circuits with common or separate sources of magnetic fluxes (permanent magnets, electromagnets, cryogenic magnets, etc.), and each part of the magnetic excitation circuit is connected in series with its flat prismatic armature core, creating a closed magnetic circuit with air gaps. 3о The use of such a design of a direct current linear electric motor allows, by applying it, a unipolar magnetic system, to simplify the design of the armature winding, to eliminate the reactive components of currents and voltages in the supply lines, and to reduce power losses due to hysteresis and eddy currents.

Ідея винаходу пояснюється кресленням, де наведена конструктивна схема лінійного електричного двигуна « постійного струму. З 50 Лінійний електричний двигун постійного струму вміщує нерухому частину 1 та рухому частину 2, причому с нерухома частина складається з осердь якоря 3, 4; немагнітної дистанційної прокладки 5; кільцевої обмотки 6The idea of the invention is explained by the drawing, which shows the design scheme of the linear electric motor "direct current". With 50, the DC linear electric motor includes a stationary part 1 and a moving part 2, and the stationary part consists of the armature cores 3, 4; non-magnetic remote spacer 5; ring winding 6

Із» із затискачами 7, 8, а рухома частина - з магніто проводів 9, 10, закріплених немагнітною основою 11; джерела магнітного потоку 12 (в даному разі - обмотка збудження) із затискачами 13, 14; опор 15, 16 (механічних - коліс, роликів і т. і, підвісів - магнітних, електромагнітних, повітряних і т.і), які спираються на немагнітну плоску опірну поверхню 17, а нерухома частина на ній закріплена. б Заявлений лінійний електричний двигун постійного струму функціонує таким чином. Джерело магнітногоFrom" with clamps 7, 8, and the moving part - from magnetic wires 9, 10, fixed by a non-magnetic base 11; magnetic flux sources 12 (in this case - excitation winding) with clamps 13, 14; supports 15, 16 (mechanical - wheels, rollers, etc., suspensions - magnetic, electromagnetic, air, etc.), which rest on a non-magnetic flat bearing surface 17, and the stationary part is fixed on it. b The claimed DC linear electric motor functions as follows. Magnetic source

Ге | потоку 12 створює магнітний потік, який проходить двома паралельними магнітними ланцюгами через повітряні зазори: 12-10-4-42 та 12-9-3-12. Якщо на обмотку якоря б подається струм Через затискачі 7, 8, то від іш взаємодії потоку збудження зі струмом провідників обмотки якоря створюється сумарне тягове зусилля вздовж -і 20 вісі двигуна (перпендикулярно до площини креслення). На кресленні наведено один з можливих варіантів напрямків проходження магнітного потоку й струму обмотки якоря, коли затискачі 8, 13 позитивні. В цьому о випадку рух рухомої частини буде зверху в площину креслення.Ge | of flux 12 creates a magnetic flux that passes through two parallel magnetic circuits through the air gaps: 12-10-4-42 and 12-9-3-12. If a current is supplied to the armature winding through clamps 7, 8, then from the interaction of the excitation current with the current of the conductors of the armature winding, a total traction force is created along the 20th axis of the motor (perpendicular to the plane of the drawing). The drawing shows one of the possible options for the directions of magnetic flux and armature winding current when clamps 8, 13 are positive. In this case, the movement of the moving part will be from above in the plane of the drawing.

При гальмуванні можливий генераторний режим машини, при котрому рухома частина рухається за інерцією, а на затискачах обмотки якоря створюється ЕРС більша, ніж напруга джерела, внаслідок чого струм якоря та 29 зусилля, діюче на рухому частину, змінюють свої напрямки. в. Використання винаходу дозволить суттєво спростити конструкцію та схеми керування лінійним двигуном, який застосовується в різних галузях техніки, з меншими магнітними втратами потужності в самому двигуні та живлячій мережі. 60 б5During braking, a generator mode of the machine is possible, in which the moving part moves by inertia, and an EMF greater than the source voltage is created on the clamps of the armature winding, as a result of which the armature current and the force acting on the moving part change their directions. in. The use of the invention will make it possible to significantly simplify the design and control schemes of a linear motor, which is used in various fields of technology, with lower magnetic power losses in the motor itself and the power supply network. 60 b5

А "и нн 9A "and nn 9

МКМ КОСУ в ОВК 5--« «ХО ТК 12MKM of Kossu in OVC 5--" "HO TK 12

ЖК мо. ЖЕНИХ й КЕ Кк ГПЗ ї : М 70 ЩА тв Щи й -ЗHousing complex mo. ZHENYH y KE Kk GPZ y : M 70 ШЧА tv Shchy y -Z

МК ЗMK Z

КЕKE

5 І5 I

МІЖBETWEEN

ЖJ

5 ЩІ в дор Ї 4 Пе 85 SHHI in dor Y 4 Pe 8

ІНН си КК 17 7 гу 8TIN si KK 17 7 gu 8

Claims

The formula of the invention is a direct current linear electric motor, which consists of fixed and moving parts, which contain magnetic circuits and windings, which is characterized by the fact that the magnetic armature circuit is located on the "fixed part" and is made of two flat prismatic parallel cores fixed on a non-magnetic flat supporting surface with a non-magnetic gap between them, on the outer surfaces of which the ring winding of the armature is located in the grooves, and the excitation system is located on the moving part of the motor and consists of two parallel magnetic circuits with common or separate sources of magnetic fluxes, and each part of the magnetic excitation circuit is switched on in series with its flat prismatic armature core, creating an rc-closed magnetic circuit with air gaps. Ф Official Bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2004, M 8, 15.08.2004. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. i-th -

with . and? (22) (ee) se) - 50 Ko) 60 b5