Патент на изобретение №2294047

(54) ЛИНЕЙНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

(57) Реферат:

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электроприводов с прямолинейным или возвратно-поступательным движением рабочих органов. Линейный асинхронный двигатель содержит индуктор, включающий сердечник с многофазной обмоткой и вторичный элемент, выполненный из магнитопроводящего сердечника, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной, а с другой – замыкающим цилиндром, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей, установленным с возможностью поворота вокруг своей оси, например, при помощи рукоятки. Вторичный элемент содержит дополнительно еще одну обмотку, состоящую из изолированных друг от друга электропроводящих стержней и размещенную в пазах дополнительного сердечника, примыкающую с одной стороны к замыкающему цилиндру, а с другой стороны – закороченную дополнительной электропроводящей шиной. Над дополнительной обмоткой установлен еще один дополнительный индуктор, содержащий сердечник с многофазной обмоткой. Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей путем обеспечения перемещения дополнительного индуктора. 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а более точно – к линейным асинхронным двигателям, предназначенным для электроприводов с прямолинейным или возвратно-поступательным движением рабочих органов и электрического транспорта.

Известен линейный асинхронный двигатель (ЛАД), включающий индуктор, содержащий сердечник с многофазной обмоткой, и вторичный элемент, выполненный из магнитопроводящего сердечника, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной, а с другой – замыкающим цилиндром, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей, установленным с возможностью поворота вокруг своей оси (см., например, а.с. СССР МПК Н 02 К 41/025, №1820461, 92 г., патент РФ МПК Н 02 К 41/025, №2046523, 95 г.).

Данные ЛАД имеют ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким по своей технической сути к заявляемому является линейный асинхронный двигатель, включающий индуктор, содержащий сердечник с многофазной обмоткой, и вторичный элемент, выполненный из магнитопроводящего сердечника, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной, а с другой – замыкающим цилиндром, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей, установленным с возможностью поворота вокруг своей оси (см. а.с. СССР МПК Н 02 К 41/025, №1104619, 84 г.). Этот ЛАД выбран в качестве прототипа.

Ограниченные функциональные возможности, обусловленные способностью перемещения с регулируемой скоростью только одного индуктора, – недостаток прототипа.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение отмеченного недостатка в разработанной конструкции ЛАД.

Решение данной технической задачи достигается тем, что вторичный элемент содержит дополнительно еще одну обмотку, состоящую из изолированных друг от друга электропроводящих стержней и размещенную в пазах дополнительного сердечника, примыкающую с одной стороны к замыкающему цилиндру, а с другой стороны – закороченную дополнительной электропроводящей шиной, при этом над дополнительной обмоткой установлен еще один дополнительный индуктор, содержащий сердечник с многофазной обмоткой.

Выполнение вторичного элемента ЛАД с дополнительной обмоткой, состоящей из изолированных друг от друга электропроводящих стержней и размещенную в пазах дополнительного сердечника, примыкающего с одной стороны к замыкающему цилиндру, а с другой стороны – закороченную дополнительной электропроводящей шиной, при этом над дополнительной обмоткой установлен еще один дополнительный индуктор, содержащий сердечник с многофазной обмоткой, – эти признаки определяют новизну и существенные отличия данного технического решения.

В дальнейшем изобретение поясняется примером его конкретного выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает общий вид ЛАД;

фиг.2 – поперечное сечение вторичного элемента для случая, когда основная и дополнительная короткозамкнутые обмотки полностью закорочены электропроводящей частью замыкающего цилиндра;

фиг.3 – то же, но основная и дополнительная короткозамкнутые обмотки разомкнуты (они сопрягаются с изоляционной частью замыкающего цилиндра);

фиг.4 показывает, что стержни основной обмотки полностью закорочены электропроводящей частью замыкающего цилиндра, а стержни дополнительной короткозамкнутой обмотки лишь частично закорочены электропроводящей частью замыкающего цилиндра.

ЛАД (фиг.1) содержит индуктор, включающий сердечник 1 с многофазной обмоткой 2 и вторичный элемент 3, выполненный из магнитопроводящего сердечника 4, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни 5, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной 6, а с другой – замыкающим цилиндром 7, состоящим из электропроводящей 8 и изоляционной 9 частей, установленным с возможностью поворота вокруг своей оси, например, при помощи рукоятки 10. Вторичный элемент 3 содержит дополнительно еще одну обмотку, состоящую из изолированных друг от друга электропроводящих стержней 11 и размещенную в пазах дополнительного сердечника 12, примыкающую с одной стороны к замыкающему цилиндру 7, а с другой стороны – закороченную дополнительной электропроводящей шиной 13. Над дополнительной обмоткой установлен еще один дополнительный индуктор, содержащий сердечник 14 с многофазной обмоткой 15.

На фиг.2 показано поперечное сечение вторичного элемента для случая, когда основная и дополнительная короткозамкнутые обмотки полностью закорочены электропроводящей частью замыкающего цилиндра. Все обозначения такие же, как и на фиг.1.

На фиг.3 представлено тоже, что и на фиг.2, но основная и дополнительная короткозамкнутые обмотки разомкнуты (они сопрягаются с изоляционной частью 9 замыкающего цилиндра 7). Все обозначения такие же, как и на фиг.1 и фиг.2.

Фиг.4 показывает, что стержни основной обмотки полностью закорочены электропроводящей частью 8 замыкающего цилиндра 7, а стержни 11 дополнительной короткозамкнутой обмотки лишь частично закорочены электропроводящей частью. Все обозначения такие же, как и на фиг.1-3.

Рассмотрим принцип работы данного линейного асинхронного двигателя.

При подключении многофазной (трехфазной) обмотки 2 к источнику трехфазного напряжения создается бегущее магнитное поле, пересекающее стержни 5 короткозамкнутой обмотки вторичного элемента и наводящее в них электродвижущие силы (ЭДС). Под действием ЭДС в стержнях 5 потекут переменные токи, взаимодействующие с бегущим магнитным полем. В результате этого взаимодействия создается тяговое усилие, перемещающее индуктор в сторону, противоположную направлению перемещения бегущего магнитного поля. Для увеличения пускового усилия увеличивают активное сопротивление обмотки вторичного элемента, замыкая, например, по одному стержню 5 в каждом пазу вторичного элемента. Для этого замыкающий цилиндр 7 при помощи рукоятки 10 поворачивают вокруг своей оси так, чтобы он замыкал по одному стержню 5. Для регулирования скорости движения индуктора, состоящего из сердечника 1 и обмотки 2, изменяют число закороченных стержней 5 вращением замыкающего цилиндра 7. Замыкающий цилиндр 7 может замыкать одновременно все стержни 5 основной и стержни 11 дополнительной короткозамкнутых обмоток (фиг.2). При этом основной индуктор, состоящий из сердечника 1 с обмоткой 2, и дополнительный индуктор, состоящий из сердечника 14 с обмоткой 15, будут двигаться с одинаковыми скоростями. Для этого к источнику трехфазного напряжения подключается обмотка 15 дополнительного индуктора. При этом создается бегущее магнитное поле, пересекающее стержни 11 и наводящее в них ЭДС и токи. При взаимодействии этих токов с бегущим магнитным полем дополнительного индуктора будет создаваться тяговое усилие, перемещающее дополнительный индуктор в сторону, противоположную бегущему магнитному полю. Если обе короткозамкнутые обмотки (стержни 5 и стержни 11) будут замкнуты полностью электропроводящей частью 8 цилиндра 7 (фиг.2), то основной и дополнительный индуктор будут двигаться с одинаковыми скоростями.

Для остановки обоих индукторов поворачивают цилиндр 7 так, что стержни 5 и 11 короткозамкнутых обмоток сопрягаются изоляционной частью 9 цилиндра 7 (фиг.3).

Если поворотный цилиндр 7 установить так, что его электропроводящая часть 8 будет замыкать в короткозамкнутых обмотках, состоящих из стержней 5 и 11, не одинаковое количество стержней (фиг.4), то основной и дополнительный индуктор будут двигаться с разными скоростями. Основной индуктор будет двигаться с большей скоростью, так как его короткозамкнутая обмотка, состоящая из стержней 5, имеет меньшее активное сопротивление, чем дополнительная обмотка, состоящая из стержней 11, у которой при этом замкнуто меньшее число стержней 11 и имеющая большее активное сопротивление (фиг.4).

По сравнению с прототипом расширены функциональные возможности ЛАД за счет возможности одновременного регулирования скорости движения двух индукторов при помощи одного замыкающего цилиндра. Это расширяет возможности применения данного ЛАД в электроприводе.

Формула изобретения

Линейный асинхронный двигатель, включающий индуктор, содержащий сердечник с многофазной обмоткой, и вторичный элемент, выполненный из магнитопроводящего сердечника, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной, а с другой – замыкающим цилиндром, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей, установленным с возможностью поворота вокруг своей оси, отличающийся тем, что вторичный элемент содержит дополнительно еще одну обмотку, состоящую из изолированных друг от друга электропроводящих стержней и размещенную в пазах дополнительного сердечника, примыкающую с одной стороны к замыкающему цилиндру, а с другой стороны закороченную дополнительной электропроводящей шиной, при этом над дополнительной обмоткой установлен еще один дополнительный индуктор, содержащий сердечник с многофазной обмоткой.

РИСУНКИ