Лінійний електродвигун змінного струму (варіанти)
Номер патенту: 20798
Опубліковано: 07.10.1997
Автори: Ковтун Петро Михайлович, Мішин Володимир Іванович, Фесенко Генадій Михайлович
Формула / Реферат
1. Линейный электродвигатель переменного тока, состоящий из индуктора и вторичного элемента, причем индуктор имеет стержневой магнитопровод с обмотками, с питанием напряжениями, сдвинутыми по фазе на 90° так, что магнитный поток каждого последующего стержня, расположенного вдоль оси плоскости вторичного элемента, отстает от предыдущего по фазе на 90°, отличающийся тем, что магнитопровод индуктора состоит из двухстержневых сердечников П-образной конструкции с расположением стержней каждого сердечника в плоскости, перпендикулярной продольной оси и плоскости вторичного элемента с размещением самих сердечников друг за другом вдоль продольной оси вторичного элемента при числе сердечников больше или равно двум.
2. Линейный электродвигатель переменного тока, состоящий из индуктора и вторичного элемента, причем индуктор имеет стержневой магнитопровод с обмотками, с питанием напряжениями, сдвинутыми по фазе на 90° так, что магнитный поток каждого последующего стержня, расположенного вдоль оси плоскости вторичного элемента, отстает от предыдущего по фазе на 90°, отличающийся тем, что магнитопровод индуктора состоит из трехстержневых сердечников Ш-образной конструкции с расположением стержней каждого сердечника в плоскости, перпендикулярной продольной оси и плоскости вторичного элемента с размещением самих сердечников друг за другом вдоль продольной оси вторичного элемента при числе сердечников больше или равно двум.
Текст
Изобретение относится к электротехнике, в частности, к линейным электрическим машинам переменного тока и может быть использовано для преобразования электрической энергии в механическую при поступательном движении. Известны линейные асинхронные электродвигатели (ЛАД), действие которых основано на использовании явления "бегущего" поля. Сложность конструкции магнитопровода, трудность получения малой и регулируемой скорости движения, большой пусковой ток при малом пусковом усилии, малые усилия на единицу массы двигателя ограничивают его возможности к широкому использованию в практике. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является линейный электродвигатель (ЛД) переменного тока с плоским четырехстержневым магнитопроводом индуктора, на стержнях которого намотаны обмотки, питающиеся напряжениями переменного тока, сдвинутыми на обмотках соседних стержней по фазе соответственно на 90°. Между двумя четырехстержневыми конструкциями противоположной полярности полюсов соответствующи х стержней расположен вторичный элемент ЛД. Такие две четырехстержневые конструкции с обмотками составляют модуль электродвигателя [Отчет о научноисследовательской работе "Создание электроприводов с разработкой бесступенчатого с плавным регулированием скоростей двухфазного линейного электродвигателя к гибким транспортным системам". Договор № 9-89-2 от 11.02.89. № госрегистрации 01.89 006181, УДК 621.86]. Недостатки линейного электродвигателя с плоским четырехстержневым магнитопроводом: 1. Неудовлетворительная технологичность изготовления четырехстержневой конструкции магнитопровода, отличной от стандартных конструкций и требующих специальных штампов или сложной шихтовки из полос листовой электротехнической стали; 2. Разделение прямых и обратных полюсов одного потока полюсами другого магнитного потока увеличивает расход стали на выполнение магнитопровода, длину средней магнитной линии действия каждого из потоков, что ведет к увеличению намагничивающего тока и, в конечном итоге, к увеличению расхода проводникового материала на выполнение обмоток; 3. Совместное действие в части ярма двух магнитных потоков требует увеличения сечения ярма в 1,4-1,5 раза по сравнению с сечением стержней. Задача изобретения - упростить конструкцию магнитопровода и уменьшить расход активных материалов при изготовлении линейного электродвигателя переменного тока. Задача достигается тем, что в линейном электродвигателе переменного тока магнитопровод индуктора состоит из двухстержневых сердечников П-образной конструкции с расположением стержней каждого сердечника в плоскости, перпендикулярной продольной оси и плоскости вторичного элемента с размещением самих сердечников друг за другом, вдоль продольной оси вторичного элемента при числе сердечников равном или больше двух. Или в линейном электродвигателе переменного тока магнитопровод индуктора состоит из трехстержневых сердечников Ш-образной конструкции с расположением стержней в плоскости, перпендикулярной продольной оси и плоскости вторичного элемента. . На фиг. 1 показан сердечник: а) - П-образной конструкции; б) Ш-образной конструкции; на фиг. 2 расположение сердечников одного модуля линейного электродвигателя, распределение токов во вторичном элементе и направление действия сил. Предложенный линейный электродвигатель переменного тока состоит из индуктора (И) 1 и вторичного элемента (ВЭ)2. Индуктор набирается из отдельных сердечников, каждый из которых представляет собой стандартный сердечник П-образной или Ш-образной конструкции с обмотками W1 или W2 на стержнях (фиг. 1 а, б). Обмотки питаются напряжениями, сдвинутыми по фазе на 90°. Сердечники, составляющие индуктор в целом, расположены вдоль оси ВЭ и формируются по принципу отставания на 90° магнитного потока каждого последующего сердечника в направлении действия на ВЭ тягового усилия, т.е. в порядке Φ1,Φ 2, Φ3, - Ф4... Индуктор может быть односторонним и двухсторонним. Более эффективным является двухсторонний. Минимальное количество сердечников, составляющих модуль двигателя, в двухстороннем индукторе равно 4, а в одностороннем 2. С увеличением числа сердечников растет мощность электродвигателя и усилие на единицу массы индуктора за счет относительного уменьшения влияния краевого эффекта, который проявляется в том, что внешние токи крайних стержней не участвуют в создании тягового усилия. Принцип действия линейного двигателя с сердечниками П-образной конструкции магнитопровода аналогичен принципу действия прототипа. На обмотки соседних сердечников с числом витков соответственно W1 и W2 подаются переменные синусоидальные напряжения, сдвинутые по фазе на 90°, в результате чего магнитный поток Ф2 второго сердечника отстает по фазе на 90° от магнитного потока Φ1 первого сердечника. Обмотки последующи х двух сердечников включены на противоположные по фазе напряжения и их магнитные потоки находятся в противофазе соответственно с Φ1 и Ф 2... Изменяющиеся во времени магнитные потоки, пересекая ВЭ, индуктируют в плоскости, перпендикулярной магнитным потокам, контурные ЭДС, которые создают во ВЭ контурные вихревые токи, отстающие от создавших и х потоков практически на 90°, но совпадающие по фазе с магнитным потоком соседнего сердечника. Вихревые токи, вытесняясь из области действия создавшего их потока на периферию этого поля, попадают в зону действия соседнего магнитного потока, где и происходит их взаимодействие с созданием электромагнитных усилий Суммарное действие всех однонаправленных усилий создает общее тяговое усилие F на вторичный элемент или индуктор. Сохраняя все достоинства прототипа предлагаемый линейный электродвигатель переменного тока обладает следующими преимуществами: - индуктор можно выполнять из любого числа сердечников больше или равно двум. В одном модуле, состоящем из 4 сердечников, общее число стержней по сравнению с прототипом увеличивается в 2 раза, но вдвое же увеличивается тяговое усилие, что эквивалентно действию двух параллельных четырехетержневых конструкций прототипа; - в пределах одного двухстержневого сердечника прямой и обратный магнитный поток сердечника не разделяются другим потоком, что уменьшает длину средней линии магнитного поля магнитопровода, намагничивающий ток и приводит к снижению расхода как стали на выполнение магнитопровода, так и проводникового материала на выполнение обмоток; - отсутствие зон совместного действия двух магнитных потоков в двухстержневом сердечнике исключает местные перегревы и обеспечивает экономию стали на выполнение магнитопровода. Аналогичные свойства и достоинства линейного электродвигателя переменного тока, магнитопровод индуктора которого набран из стандартных сердечников Ш-образной конструкции (фиг.1 б) с тем же способом размещения сердечников относительно вторичного элемента.
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюMishyn Volodymyr Ivanovych, Kovtun Petro Mykhailovych, Fesenko Hennadii Mykhailovych
Автори російськоюМишин Владимир Иванович, Ковтун Петр Михайлович, Фесенко Геннадий Михайлович
МПК / Мітки
МПК: H02K 41/025
Мітки: електродвигун, лінійний, струму, змінного, варіанти
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/2-20798-linijjnijj-elektrodvigun-zminnogo-strumu-varianti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Лінійний електродвигун змінного струму (варіанти)</a>
Попередній патент: Спосіб розширення спектру генотипової мінливості
Наступний патент: Спосіб обробки стальних деталей
Випадковий патент: Спосіб діагностики порушення мозкового кровообігу у хворих на цукровий діабет