close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4759

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4759
(13)
C1
(51)
(12)
7
H 02K 41/02
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
(21) Номер заявки: а 20000080
(22) 2000.01.27
(46) 2002.12.30
ЛИНЕЙНЫЙ СИНХРОННЫЙ МОТОР
(71) Заявитель: Жарский В.В. (BY)
(72) Авторы: Трусов Н.К., Жарский В.В., Кузьмицкий
И.В., Михалев А.И. (BY)
(73) Патентообладатель: Жарский
Владимир
Владимирович (BY)
(57)
Линейный синхронный мотор, включающий магнитопровод с постоянными магнитами, расположенными
с чередующейся полярностью магнитных полюсов вдоль направления перемещения, направляющие с линейными подшипниками, на которых установлена каретка с якорем, и каналы для пропускания хладоносителя,
отличающийся тем, что якорь выполнен в виде множества идентичных, закрепленных в корпусе Побразных магнитопроводов с обмотками управления, установленных между собой в направлении перемещения на расстоянии, зависящем от периода расположения постоянных магнитов и количества электрических
фаз якоря, а каналы для пропускания хладоносителя выполнены в корпусе, снабженном также окнами для
установки П-образных магнитопроводов, причем форма окон корпуса с небольшим зазором повторяет форму П-образных магнитопроводов с обмотками управления.
2. Мотор по п. 1, отличающийся тем, что окна корпуса скошены.
3. Мотор по п. 2, отличающийся тем, что одна группа окон скошена в одну сторону, а другая - в другую.
4. Мотор по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что боковые наружные поверхности стержней Побразных магнитопроводов снабжены выступами для крепления их в окнах корпуса.
5. Мотор по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что ребра жесткости, образованные перемычками между окнами, короче длины стержней П-образных магнитопроводов на величину, составляющую примерно половину расстояния между стержнями соседних П-образных магнитопроводов.
6. Мотор по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что корпус якоря при помощи прокладок теплоизолирован от каретки и несущей балки.
Фиг. 1
(56)
US 5642013 A, 1997.
BY 4759 C1
RU 2141156 C1, 1999.
RU 2046525 C1, 1995.
SU 1778883 A1, 1992.
SU 1760609 A1, 1992.
WO 97/05688 A1.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе устройств перемещения и позиционирования.
Известен линейный синхронный мотор, состоящий из U-образного линейного ярма из магнитомягкого материала, на внутренних сторонах щек которого расположены постоянные магниты (статор) и
система плоских катушек (якорь), закрепленная с помощью линейного подшипника в зазоре между
магнитами [1].
Недостаток аналога состоит в невозможности достичь предельных значений удельной статической добротности (отношение аплитуды тягового усилия к площади рабочей поверхности якоря).
Наиболее близким к предлагаемому датчику является синхронный мотор, описанный в [2]. Синхронный мотор состоит из якоря, имеющего множество зубцов с общим ярмом, разделенных между ' собой пазами, в которых размещены обмотки управления. Статор состоит из множества постоянных магнитов, закрепленных с чередующей полярностью вдоль направления перемещения. Якорь с помощью направляющих с линейными подшипниками закрепляется в
каретке с небольшим воздушным зазором над статором. Для получения предельных значений тяговых усилий якорь
снабжен радиатором, включающим множество трубок, расположенных в каждом пазе между обмоткой и ярмом магнитопровода. Трубки соединены между собой для создания потока охлаждающей жидкости. Якорь с радиатором при
помощи, например, эпоксидного компаунда фиксируется в корпусе.
Линеаризация мотора (уменьшение высших гармонических составляющих в тяговом усилии) достигается определенным соотношением ширины полюса и окна магнитопровода.
Недостаток прототипа состоит в ограниченных возможностях линеаризации тяговой характеристики мотора, недостаточной его надежности, что особенно проявляется при создании силовых линейных синхронных моторов и объясняется интегрированной конструкцией якоря мотора и радиатора
охлаждения.
Цель изобретения - расширение возможностей линеаризации тяговой характеристики и повышение надежности синхронного мотора.
Поставленная цель достигается тем, что в синхронном моторе, состоящем из статора, включающего магнитопровод с постоянными магнитами, расположенными с чередующейся полярностью магнитных полюсов вдоль направления перемещения, направляющих с линейными подшипниками, на которых установлена каретка с якорем, и
каналы для пропускания хладоносителя, якорь выполнен в виде множества идентичных, закрепленных в корпусе
П-образных магнитопроводов с обмотками управления, установленных между собой в направлении перемещения
на расстоянии, зависящем от периода расположения постоянных магнитов и количества электрических фаз якоря,
а каналы для пропускания хладоносителя выполнены в корпусе. В корпусе якоря имеются окна для установки Побразных магнитопроводов, причем форма окон корпуса с небольшим зазором повторяет форму П-образных магнитопроводов с обмотками управления. Боковые наружные поверхности стержней П-образных магнитопроводов
снабжены выступами для крепления их в окнах корпуса. Корпус якоря теплоизолирован и механически развязан от
каретки так, чтобы тепловое расширение корпуса не вызывало деформации каретки. С целью уменьшения тормозного эффекта, вызываемого вихревыми токами, ребра жесткости, образованные перемычками между окнами, короче длины стержней П-образных магнитопроводов на величину, составляющую примерно половину расстояния
между стержнями соседних магнитопроводов.
Для линеаризации тяговой характеристики окна в корпусе скошены. Окна могут быть скошены в одну
сторону. Скос может быть осуществлен также так, что одна группа окон скошена в одну сторону, а другая - в
другую.
На фиг. 1 представлена принципиальная конструкция (поперечный разрез) линейного синхронного мотора, а на фиг. 2 - продольной разрез статора и якоря и якоря линейного синхронного мотора. На фиг. 3-5
показан вид сверху принципиальной конструкции корпуса якоря с окнами.
Линейный синхронный мотор состоит из основания 1, на котором расположен статор, включающий
магнитопровод 2 и постоянные магниты 3, расположенные с чередующей полярностью магнитных полюсов вдоль направления перемещения. На основании 1 закреплены две линейные направляющие 4 с
пошипниками 5, на которых с помощью каретки 6 закреплен якорь мотора. Якорь состоит из ряда П2
BY 4759 C1
образных магнитопроводов 7 с обмотками 8 управления, закрепленных с помощью теплопроводящего
компаунда и выступов в металлическом немагнитном, например из дюралюминия, корпусе 9. Корпус 9
с помощью несущей балки 10 крепится к каретке 6. Корпус 9 теплоизолирован посредством теплоизолирующих прокладок 11 от каретки 6 и балки 10. Для проведения потока охлаждающей жидкости корпус 9 снабжен каналами 12. Лобовые части корпуса 9 содержат ферромагнитные экраны 13, которые
линеаризуют тяговую характеристику мотора.
В корпусе 9 якоря выполнены окна 14 с буртиками 15 для установки П-образных магнитопроводов. На
фиг. 3-5 показаны варианты выполнения окон 14. На фиг. 4 представлен вид принципиальной конструкции корпуса 9, в котором окна 14 скошены в одну сторону, а на фиг. 5 - группа окон 16 скошена в одну
сторону, а группа окон 17 - в другую.
Расстояние (фазовый сдвиг), на котором устанавливаются П-образные магнитопроводы друг относительно друга, зависит от периода расположения магнитов на статоре и количества электрических фаз
якоря.
Работа предлагаемого линейного синхронного мотора ничем не отличается от работы аналога и
прототипа и основана на взаимодействии бегущего электромагнитного поля (обычно двухфазного или
трехфазного) якоря мотора с гармоническим магнитным полем статора. Для этого обмотки управления
включаются соответственно в двухфазную или трехфазную сеть электрических токов.
Достижение поставленной задачи в предлагаемом изобретении объясняется следующим. Действительно, в предлагаемой конструкции мотора линеаризация тяговой характеристики легко осуществляется установкой П-образных магнитопроводов под углом к направлению перемещения. Физика устранения высших гармоник м.д.с. постоянных магнитов статора в тяговой характеристике мотора объясняется
эффектом интегрирования скошенными полюсами П-образных магнитопроводов гармоник с различными
фазами. Величина скоса зависит от номера гармоники, которую нужно устранить.
Дополнительно линеаризация мотора обеспечивается выбором фазового сдвига между магнитопроводами в каждой фазе мотора и между фазами.
В предлагаемом моторе, например, выход из строя радиатора охлаждения не вызывает, в отличие от
прототипа, автоматически выхода из строя якоря с обмотками управления, так как конструктивно исключено попадание охлаждающей жидкости на катушки якоря. Тепловая изоляция и механическая развязка якоря от каретки не вызывает заклинивания подшипников из-за теплового расширения корпуса, что
также повышает надежность мотора.
Улучшенное охлаждение обмоток мотора за счет увеличения площади охлаждения обмоток управления
(корпус и П-образные магнитопроводы охватывают практически всю обмотку управления) повышает
надежность мотора при его работе в критических режимах.
Ребристая структура корпуса повышает жесткость его конструкции, что также повышает надежность
мотора.
Источники информации:
1. Патент США, Re.34, 674, 1994.
2. Патент США, 5,642,013, 1997.
3
BY 4759 C1
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
154 Кб
Теги
by4759, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа