Линейный электромагнитный двигатель

Линейный электромагнитный двигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитным двигателям, и может быть использовано для линейного перемещения подвижных объектов, например линейных манипуляторов технологического или производственного оборудования.

Известен электромагнитный двигатель (Патент РФ №2198262, опубл. 10.02.2003), содержащий неподвижную часть-индуктор и вращающуюся часть - укрепленные на валу якорь и коллектор, обмотка якоря укреплена на сердечнике, а концы обмотки соединены с изолированными от вала медными пластинами коллектора, подключенного к источнику напряжения. Индуктор изготовлен из сегментов электротехнической стали, укрепленных на основании из алюминиевых сплавов, вращающаяся часть выполнена из посаженных на вал колес с электромагнитами, взаимодействующими поочередно с индуктором. Вал установлен вертикально в подшипниках на кронштейнах.

Недостатками этого двигателя являются: прерывистое движение подвижного элемента, невысокое тяговое усилие, невысокая надежность.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является электромагнитный двигатель, содержащий корпус с тяговыми электромагнитами и двумя подвижными фиксаторами с фиксирующими электромагнитами, примыкающими к металлической рейке (авторское свидетельство СССР №703883, кл. H02K 41/02, 1979).

Недостатками этого двигателя являются: прерывистое движение подвижного элемента, невысокое тяговое усилие, невысокая надежность. Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности устройства. Технический эффект, возникающий при решении поставленной технической задачи, состоит в обеспечении непрерывного перемещения подвижного элемента и увеличении тягового усилия и достигается тем, что в электромагнитном двигателе, содержащем корпус с тяговыми электромагнитами и двумя подвижными фиксаторами с фиксирующими электромагнитами, примыкающими к металлической рейке, согласно изобретению, в корпусе электродвигателя размещена дополнительная пара тяговых электромагнитов, тяговые электромагниты ориентированы вдоль направления перемещения подвижного элемента, якори тяговых электромагнитов и фиксаторы объединены пантографом, а между металлической рейкой и фиксирующими электромагнитами расположены фрикционные колодки с ферромагнитной накладкой.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показан предлагаемый электродвигатель, разрез общий вид,

на фиг.2 показан поперечный разрез фиксатора электродвигателя,

на фиг.3 показана последовательность импульсов питания тяговых электромагнитов и фиксаторов двигателя.

Линейный электромагнитный двигатель содержит корпус 1 с двумя парами тяговыми электромагнитов 2 и 3 и двумя фиксаторами 4 с фиксирующими электромагнитами 5, примыкающими к подвижной металлической рейке 6. Якори 7 тяговых электромагнитов и фиксаторы 4 шарнирно объединены пантографом 8. Между металлической рейкой 6 и фиксирующими электромагнитами 5 расположены фрикционные колодки 9 с ферромагнитными накладками 10. Ферромагнитные накладки 10 связаны стягивающими пружинами 11. Между корпусом фиксатора 4 и ферромагнитными накладками 10 расположены центрирующие пружины 12. Предлагаемый двигатель работает следующим образом. Подача напряжения на обмотки тяговых электромагнитов 2 и 3 приводит к перемещению их якорей 7. Напряжение подается на один электромагнит каждой пары, либо нижний электромагнит 2 и верхний электромагнит 3, либо верхний электромагнит 2 и нижний электромагнит 3. При этом якори 7 электромагнитов перемещаются, соответственно, либо навстречу друг другу, либо друг от друга. Одновременно фиксаторы, шарнирно связанные пантографом 8 с якорями электромагнитов, будут перемещаться в горизонтальном направлении, соответственно, друг от друга, или навстречу друг другу. Поочередное включение тяговых электромагнитов вызывает колебательное движение якорей 7 электромагнитов в вертикальном направлении, а фиксаторов 4 в горизонтальном.

Фиксаторы 4 электродвигателя выполнены нормально включенными. При обесточенных электромагнитах 5, пружины 11 обеспечивают постоянное нажатие фрикционных колодок 9 на металлическую рейку 6. Подача напряжения на электромагниты 5 приводит к перемещению ферромагнитных накладок колодок, разжиманию фрикционных колодок 9 и освобождению металлической рейки 6. Пружины 12 обеспечивают центрирование фиксатора относительно рейки 6 и выравнивание зазоров электромагнитов 5.

Поочередное разжимание фиксаторов 4, при их колебательном движении в горизонтальном направлении, приводит к непрерывному однонаправленному перемещению металлической рейки 6. Фиксатор должен быть зафиксирован относительно рейки 6 при совпадении требуемого направления движения рейки и фиксатора, и разжат при противоположных направлениях движения. На фиг.3 показана диаграмма напряжений питания электромагнитов и фиксаторов. Сплошной линией показано напряжение питания фиксаторов при движении влево, пунктирной - при движении вправо.

Применение пантографа в электродвигателе позволяет разместить в корпусе двигателя дополнительную пару тяговых электромагнитов, что увеличивает тяговое усилие. Кроме того, якори тяговых электромагнитов расположены соосно металлической направляющей, что уменьшает габариты двигателя и обеспечивает компактность конструкции.

Применение фрикционных колодок в фиксаторах увеличивает коэффициент трения между колодками и металлической направляющей, что повышает тяговое усилие двигателя и увеличивает долговечность конструкции. Колодки можно заменить после определенного износа. Кроме того, направляющая может изготавливаться из немагнитного материала, например из нержавеющей стали, что также обеспечит повышение надежности двигателя.

Электромагнитный двигатель, содержащий корпус с тяговыми электромагнитами и двумя подвижными фиксаторами с фиксирующими электромагнитами, примыкающими к металлической рейке, отличающийся тем, в корпусе электродвигателя размещена дополнительная пара тяговых электромагнитов, тяговые электромагниты ориентированы вдоль направления перемещения подвижного элемента, якори тяговых электромагнитов и фиксаторы объединены пантографом, а между металлической рейкой и фиксирующими электромагнитами расположены фрикционные колодки с ферромагнитной накладкой.