Устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую поступательного или возвратно-поступательного перемещения

                                                                              МПК H 02 K 17/00-17/40

Линейный двигатель  

Изобретение относится к специальным электрическим машинам, а конкретно — к устройствам, преобразующим электрическую энергию в механическую энергию поступательного или возвратно-поступательного перемещения без механических передач, и  может быть использовано в различных транспортных устройствах: грузовой с линейным двигателем при сравнительно низких скоростях движения, высокоскоростной пассажирский транспорт.

Известно устройство, аналогичное данному изобретению—обычный двигатель и механическая система для получения возвратно-поступательного движения [1]. Его основными конструктивными элементами являются  двигатель и механическая передача (редуктор).

Однако в данном устройстве недостатком является наличие промежуточного звена, что вызывает дополнительные потери мощности, снижение КПД и надёжности приводного механизма.

Задачей настоящего изобретения является устранение промежуточного звена, т.е. механической системы для получения возвратно-поступательного движения.   

Данная задача решается изменением конструкции  известного асинхронного двигателя, т.е.применяется разомкнутый магнитопровод.

На чертеже представлена схема линейного двигателя. В двигателе может быть статор 1 длиннее ротора или наоборот. Ротор в линейных двигателях часто называют бегуном 2.

Длина развёртки  статора  l = 2pτ , где τ – полюсное деление. Вращающееся магнитное поле создаваемое синусоидальными  токами многофазной обмотки статора, преобразуется в бегущее магнитное поле вдоль статора, которое сообщает ускорение подвижной части машины ( вторичному элементу либо статору).

 Линейная скорость перемещения магнитного поля υ1= 2 τ f1. Скольжение

s= (υ1-υ2)/υ1, где υ2 -  линейная скорость вторичного элемента.

  Вторичный элемент или бегун может быть выполнен в виде сплошной токопроводящей ферромагнитной или немагнитной плоской пластины, либо с обмоткой типа ‘’ беличья клетка‘’.  Обмотки линейного АД имеет те же схемы соединения, что и обычных АД. Схема соединения обмоток оказывает влияние на механические характеристики и энергетические показатели двигателя. В машинах с коротким статором рационально включать обмотки последовательно, а в машинах с коротким вторичным элементом - параллельно. Последовательное соединение обмоток обеспечивает равенство токов в катушках статора и равномерное распределение потерь мощности вдоль машины. Однако при применении двухслойных обмоток в линейных АД  часть пазов по краям  статора остаётся на половину незаполненной. Это снижает мощность двигателя, но при этом уменьшается и пульсирующее поле статора, обусловленное разомкнутым магнитопроводом,  что оказывает положительный эффект на работу двигателя.

   В связи с разомкнутостью магнитной системы линейных АД индуктивности и взаимные индуктивности катушечных групп различны в зависимости от их расположения по длине статора.

Таким образом, в рабочем зазоре линейного АД кроме основного бегущего поля существует и пульсирующее поле, обусловленное конечностью магнитопровода. Пульсирующее поле можно представить в виде двух бегущих полей: прямого и обратного. В отличие от АД вращательного движения, в линейном АД как прямая, так и обратная составляющая магнитного поля при определенных скоростях вызывает силы, противодействующие силам, создаваемым основным бегущим магнитным полем.

Возможно применение обращенной конструкции, когда короткозамкнутый ротор неподвижен, а движется статор с фазной обмоткой.

Таким образом, заявляемое устройство, по сравнению с известным, обеспечивает следующие преимущества:

• отсутствие кинематических цепей, преобразующих вращательное    движение в линейное, что  упрощает приводной механизм и повышает его надёжность и КПД ;

• может быть выполнен бесконтактным, т.е. может не иметь никаких механических связей между первичной и вторичной частями ;

•  применения этих двигателей в условиях герметизации, в агрессивных средах, вакууме и т.д.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:

1.  Брускин Д.Э.”Электрические машины.” 1987г; Москва ”Высшая школа”

2.  Токарев В.В.    ”Электрические машины.” 1988 г.        

Составитель                                                                                       

  Реферат

Устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую  поступательного или возвратно-поступательного перемещения

Изобретение относится к специальным электрическим машинам, а конкретно — к устройствам, преобразующим электрическую энергию в механическую энергию поступательного или возвратно-поступательного перемещения без механических передач, и  может быть использовано в различных транспортных устройствах: грузовой с линейным двигателем при сравнительно низких скоростях движения, высокоскоростной пассажирский транспорт.

Задача настоящего изобретения заключается в устранении промежуточного звена, т.е. механической системы для получения возвратно-поступательного