Лінійний електромагнітний двигун

ЛІНІЙНИЙ елеісгромагнітний двигун, який включає здвоєний тяговий електромагніт, зв'язаний з ним якір, нерухому гладко профільну напрямну, розташовану по всьому шляху переміщення, та гальмівні електромагніти-фіксатори, які встановлені на феромагнітних кронштейнах якоря та тягового електромагніта, який відрізняється тим, що двигун виконано з двох однакових частин, причому кожний гальмівний електромагніт жорстко зв'язаний з гальмівною колодкою і встановлений по відношенню до феромагнітного кронштейна так, що між гальмівним електромагнітом та напрямною розташовується феромагнітний кронштейн, а потім гальмівна колодка, при цьому феромагнітний кронштейн служить вторинною частиною (якорем) для гальмівного електромагніта Винахід відноситься до галузі електричних машин та апаратів і може бути використаний для забезпечення ЛІНІЙНОГО переміщення у кроковому режимі Відомий електромагнітний ЛІНІЙНИЙ двигун, до складу якого входять два тягових електромагніта і розташований всередині них якір, причому магнітопроводи електромагнітів мають стопорні елементи, які почергово фіксують рухомий елемент відносно механічних упорів на нерухомій частині [1] Перевагою двигуна є можливість забезпечувати великі відстані переміщень, які обмежуються тільки довжиною нерухомої частини, при простій схемі комутатора Разом з тим конструкція нерухомої частини складна, крок переміщення не регулюється, реверс неможливий За прототип взято ЛІНІЙНИЙ шаговий електричний двигун [2], який включає здвоєний тяговий електромагніт зв'язаний з ним здвоєний якір з можливістю регулювання робочого повітряного зазору, нерухому гладко профільну феромагнітну напрямну розташовану по всьому шляху переміщення, причому на тяговому електромагніті та на якоря встановлені гальмівні електромагніти - фіксатори обернені до феромагнітної напрямної Двигун має нерухому частину простої конструкції, забезпечує підвищене тягове зусилля та дозволяє регулювати крок переміщення шляхом зміни величини робочого зазору між якорем та тяговим електромагнітом Разом з тим двигун може працювати тільки з феромагнітною напрямною, яка є значно дорожчою від неферомагнітної, та потребує великих за трат феромагнітних сплавів при великій довжині переміщення Крім того коефіцієнт тертя феромагнітної, поверхні гальмівного електромагніта по поверхні феромагнітної напрямної (тобто пари метал-метал) невеликий, що потребує суттєвого збільшення поверхні гальмівних електромагнітів від робочої поверхні, а це в свою чергу, знижує питоме тягове зусилля двигуна на одиницю маси та обумовлює збільшення габаритів Якщо ж на робочі поверхні гальмівних електромагнітів закріпити фрикційні накладки, то це призведе до збільшення робочого повітряного зазору, а значить і збільшення об'єму МІДІ чи алюмінію та феромагнітних матеріалів гальмівних електромагнітів Ще однією проблемою розглянутої конструкції двигуна є забезпечення великих швидкостей переміщення і необхідність робити при цьому магнітну систему двигуна, включаючи направляючу, шихтованою, а значить і нетехнолопчною В основу винаходу поставлена задача розширення області застосування та підвищення питомого тягового зусилля двигуна Задача вирішується тим, що ЛІНІЙНИЙ електромагнітний двигун, який включає здвоєний тяговий електромагніт, зв'язаний з ним якір, нерухому гладко профільну напрямну та гальмівні електромагніти - фіксатори, які встановлені на феромагнітних кронштейнах якоря та тягового електромагніта, виконаний з двох здоєних однакових двигунів, жорстко зв'язаних між собою та дзеркально розташованих відносно напрямної, причому кожний гальмівний електромагніт жорстко зв'язаний з гальмівною колодкою і встановлений по відношенню до феро (О 42161 Кожний цикл переміщення рухомої частини здійснюється за чотири такти В першому такті, якщо рух здійснюється зліва направо по рисунку, струм пропускають по обмотці електромагніта 4, чим фіксується положення скоби 6 відносно напрямної 5 У другому такті обмотка електромагніта 4 залишається увімкнутою, крім того струм пропускають по обмотці електромагніта 1, чим здійснюють притягання та переміщення скоби 7 У третьому такті живляться обмотки електромагнітів 1 та 3, і таким чином скоба 7 фіксується відносно напрямної 5 в новому положенні В останньому такті струм пропускають через обмотки електромагнітів 2 та 3 і здійснюють переміщення скоби 6 на один крок вперед В схемі, яка керує роботою електромагнітів, передбачено, що струм в потрібному електромагніті відключається дещо пізніше ніж вмикається струм в наступному електромагніті при вказаній вище ПОСЛІДОВНОСТІ Таким чином за один чотирьохактний цикл рухома частина двигуна здійснить переміщення на величину рівну подвоєному сумарному зазору між скобою 7, кронштейном 9 та електромагнітами 1 та 2 Змінивши величину цього зазору регулювальними гвинтами 8 ми змінимо величину кроку за один цикл При рухові справа наліво живлення обмоток електромагнітів здійснюється в зворотній ПОСЛІДОВНОСТІ магнітного кронштейна так, що між гальмівним електромагнітом та напрямною розташовується феромагнітний кронштейн, а потім гальмівна колодка При цьому феромагнітний кронштейн служить вторинною частиною (якорем) для гальмівного електромагніта На фіг представлена конструктивна схема двигуна Рухома частина двигуна переміщується відносно напрямної 5 плоского профілю Товщина та матеріал напрямної 5 принципового значення не має, потрібно лиш щоб вона мала достатню жорсткість Конструктивно рухома частина складається 3 двох однакових, дзеркально розташованих відносно напрямної 5 половин Половинки жорстко з'єднуються між собою перемичками 11 Нумерація на рисунку конструктивних частин нижньої половини відповідає нумерації верхньої Кожна з половин складається з двох тягових електромагнітів 1 та 2, за рахунок яких здійснюється переміщення, та двох гальмівних електромагнітів 3 і 4, якими здійснюють фіксація потрібної частини двигуна відносно напрямної 5 Керування електромагнітами здійснюється обмотками, що живляться від спеціальної схеми Один з гальмівних електромагнітів 4 розташований на тій же скобі 6, що і тягові 1 та 2 Інший гальмівний електромагніт 3 розташований на скобі 7, до якої регулювальними гвинтами 8 кріпиться кронштейн 9 Гальмівні електромагніти 3 та Джерела інформації 1 Авт свід СССР № 420058, Н02К41 /02, 1974 2 Авт свід СССР № 703883, Н02К41/02, 1978 4 мають башмаки 10 з фрикційними накладками оберненими до напрямної 5 11 Фіг. ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг обл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22