Лінійний індукторний двигун

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в линейном прецизионном электроприводе. Наиболее близким к предлагаемому является линейный индукторный двигатель [1], содержащий ферромагнитный зубчатый статор и подвижный элемент, состоящий из фазных электромагнитных модулей, включающих в себя П-образные магнитопроводы, обмотки управления и постоянные магниты возбуждения, причем зубцовые зоны статора и подвижного элемента имеют одинаковый шаг. При этом электромагнитные модули разных фаз, а также Побразные магнитопроводы в каждом электромагнитном модуле смещены относительно друг друга вдоль направления движения на где - шаг зубцовой зоны двигателя, - целое число. Известный двигатель обладает довольно высокой точностью управления силой тяги, поскольку не возникает паразитной составляющей силы тяги, пропорциональной квадрату амплитуды фазных токов. Недостатком известного устройства является относительно невысокая точность управления силой тяги, обусловленная наличием дополнительной паразитной составляющей силы тяги. Предполагаемое изобретение направлено на повышение точности управления силой тяги путем уменьшения дополнительной паразитной составляющей силы тяги. Решение поставленной задачи достигается тем, что в линейном индукторном двигателе, содержащем ферромагнитный зубчатый статор и подвижный элемент, состоящий из фазных электромагнитных модулей, включающих в себя Побразные магнитопроводы, обмотки управления и постоянные магниты возбуждения, причем зубцовые зоны статора и подвижного элемента имеют одинаковый шаг, подвижный элемент выполнен из трех электромагнитных модулей, первый модуль смещен относительно второго вдоль направления движения на а третий относительно второго - на Побразные магнитопроводы в каждом электромагнитном модуле смещены относительно друг друга вдоль направления движения на где - шаг зубцовой зоны двигателя, - целое число. Указанное выполнение подвижного элемента двигателя позволяет решить поставленную задачу повышения точности управлений силой тяги. При управлении силой тяги двигателя путем регулирования амплитуды фазных токов паразитной составляющей, пропорциональной квадрату амплитуды фазных токов, не возникает. Дополнительная же паразитная составляющая сила тяги существенно уменьшается за счет эффекта взаимной компенсации составляющих ее гармоник. Промышленное применение предлагаемого изобретения в линейном прецизионном электроприводе за счет повышения точности управления силой тяги линейного двигателя обеспечивает улучшение точностных характеристик электропривода. На чертеже (фиг.) представлена схема линейного трехфазного индукторного двигателя. Двигатель содержит ферромагнитный зубчатый статор 1 и подвижный элемент 2, состоящий из электромагнитных модулей 3, 4, 5. Каждый модуль включает в себя П-образные магнитопроводы 6, 7, обмотку 8 управления и постоянный магнит 9 возбуждения. Зубцовые зоны статора 1 и подвижного элемента 2 имеют одинаковый шаг Электромагнитные модули 3 и 4, 4 и 5 взаимно смещены вдоль направления движения на П-образные магнитопроводы в каждом электромагнитном модуле - на где - целое число. Двигатель работает следующим образом. Обмотки 8 управления электромагнитных модулей 3, 4, 5 запитывают синусоидальными токами: где - угол, определяющий положение подвижного элемента 2 двигателя относительно статора 1; - угол, определяющий взаимное смещение П-образных магнитопроводов 6, 7 в электромагнитном модуле; - положение подвижного элемента 2 двигателя вдоль направления движения; - шаг зубцовой зоны двигателя; - амплитуда токов. Возникает сила тяги, которая равна сумме тяговых усилий, развиваемых электромагнитными модулями 3, 4, 5. Для определения тягового усилия, развиваемого электромагнитным модулем, воспользуемся известной методикой расчета электромагнитных модулей, в соответствии с которой тяговое усилие модуля определяют как сумму усилий, развиваемых его полюсами. Эти составляющие тягового усилия определяют из схемы замещения электромагнитного модуля. Получаем, что электромагнитный модуль 4 развивает тяговое усилие внутренняя магнитная проводимость, проводимость рассеяния, МДС постоянного магнита 9 возбуждения соответственно; - постоянная составляющая и амплитуда изменения магнитной проводимости зазора между статором и подвижным элементом; - число витков обмотки 8 управления. Поскольку электромагнитные модули 3,5 смещены относительно движения модуля 4 вдоль соответственно направления на а токи относительно тока по силы тяги может содержать только гармоники Остальные гармоники смещены фазе на углы то тяговые усилия, создаваемые модулями 3, 5, определяем из выражения (2) путем замены аргумента на соответственно. После преобразований получаем, что отсутствуют, поскольку составляющие этих гармоник взаимно компенсируют друг друга. Аналогичным образом оценим дополнительную паразитную составляющую силу тяги, возникающую в известном двигателе. Получим, что Из этого результата следует, что в известном двигателе дополнительная паразитная составляющая силы тяги может содержать все гармоники, характерные для паразитного тягового усилия за исключением гармоник Полученные результаты (3), (4), (5) непосредственно подтверждают преимущество предлагаемого двигателя. Следовательно, возникающая сила тяги равна Паразитная составляющая силы тяги отсутствует. Теперь оценим дополнительную паразитную составляющую силы тяги. Воспользуемся следующей методикой расчета. Определим дополнительную паразитную составляющую силы тяги двигателя как сумму паразитных тяговых усилий, создаваемых всеми Побразными магнитопроводами, т.е. Примем, что паразитные тяговые усилия, создаваемые П-образными магнитопроводами, совпадают по форме, но смещены друг относительно друга вдоль направления движения, т.е. где - паразитное тяговое усилие, создаваемое П-образным магнитопроводом 6 электромагнитного модуля 4. Представим паразитное тяговое усилие виде ряда Фурье, т.е. в где - амплитуда и начальное смещение 1 ой гармоники. Получим, что дополнительная паразитная составляющая силы тяги равна Из анализа полученного результата следует, что дополнительная паразитная составляющая