линейный асинхронный двигатель

Формула изобретения

Линейный асинхронный двигатель содержит индуктор, состоящий из сердечника и трехфазной обмотки, и вторичный элемент, состоящий из сердечника, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни, замкнутые с одной стороны электропроводящей шиной, а с другой - замыкающим цилиндром, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей, установленным с возможностью поворота вокруг своей горизонтальной оси замыкающего цилиндра, и прилегающие к ней под одинаковыми углами с обеих сторон боковые части, при этом все электропроводящие стержни повторяют форму паза, отличающийся тем, что пазы сердечника вторичного элемента содержат одинаковые дополнительные части, примыкающие с обеих сторон к центральным частям пазов и продолжающие их до боковых краев сердечника, причем в дополнительных частях пазов расположены дополнительные электропроводящие стержни, электрически соединенные с одной стороны с электропроводящими стержнями, лежащими в центральных частях пазов, при этом одни из них электрически соединены с другой стороны с электропроводящей шиной, а другие - с замыкающим цилиндром.

Описание изобретения к патенту

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

Известен линейный асинхронный двигатель, содержащий индуктор, состоящий их сердечника и трехфазной обмотки, и вторичный элемент, состоящий из сердечника, в пазах которого расположены один за другим изолированные электропроводящие стержни, замкнутые с одной стороны электропроводящей шиной, а с другой - замыкающим цилиндром, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей, установленным с возможностью поворота вокруг своей горизонтальной оси (см., например, а.с. СССР № 1350778, МПК Н02К 41/025, 1987 г., патент РФ № 1823094, Н02К 41/025, 1993 г., а.с. СССР № 1104619, МПК Н02К 41/025, 1984 г.).

Данные ЛАД развивают недостаточные тяговые усилия.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является ЛАД, содержащий индуктор, состоящий из сердечника и трехфазной обмотки, и вторичный элемент, состоящий из 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 горизонтальной оси, пазы сердечника вторичного элемента содержат центральную часть, перпендикулярную горизонтальной оси замыкающего цилиндра, и примыкающие к ней под одинаковыми углами с обеих сторон боковые части, при этом все электропроводящие стержни повторяют форму паза (см. пат. РФ по заявке № 2008104745/09(005161), МПК Н02К 41/025, 2008 г.). Этот ЛАД выбран в качестве прототипа.

Данный ЛАД развивает недостаточно большое тяговое усилие. Это недостаток прототипа.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение отмеченного недостатка в разработанной конструкции линейного асинхронного двигателя.

Решение отмеченной технической задачи достигается тем, что в линейном асинхронном двигателе, содержащем индуктор, состоящий из сердечника и трехфазной обмотки, и вторичный элемент, состоящий из 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 горизонтальной оси, пазы сердечника вторичного элемента содержат центральную часть, перпендикулярную горизонтальной оси замыкающего цилиндра, и примыкающие к ней под одинаковыми углами с обеих сторон боковые части, при этом все электропроводящие стержни повторяют форму паза, согласно изобретению пазы сердечника вторичного элемента содержат одинаковые дополнительные части, примыкающие с обеих сторон к центральным частям пазов и продолжающие их до боковых краев сердечника, причем в дополнительных частях пазов и продолжающие их до боковых краев сердечника, причем в дополнительных частях пазов расположены дополнительные электропроводящие стержни, электрически соединенные с одной стороны с электропроводящими стержнями, лежащими в центральных частях пазов, при этом одни из них электрически соединены с другой с электропроводящей шиной, а другие - с замыкающим цилиндром.

Выполнение одинаковых дополнительных частей пазов сердечника вторичного элемента, примыкающих к центральным частям пазов и продолжающих их до боковых краев сердечника, расположение в них дополнительных электропроводящих стержней, электрически соединенных с одной стороны с электропроводящими стержнями, лежащими в центральных частях пазов, при этом одни из них электрически соединены с другой стороны с электропроводящей шиной, а другие - с замыкающим цилиндром, - эти признаки определяют новизну и существенные отличия заявляемого технического решения.

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

Фиг.1 изображает общий вид ЛАД (поперечное сечение);

Фиг.2 - вторичный элемент ЛАД (на виде сверху схематично);

Фиг.3 показывает направления действия сил, приложенных ко вторичному элементу ЛАД, при симметричном расположении вторичного элемента относительно индуктора;

Фиг.4 - то же самое при боковом смещении вторичного элемента относительно индуктора ЛАД вправо.

ЛАД (фиг.1) содержит индуктор, состоящий из сердечника 1 и трехфазной обмотки 2. Вторичный элемент 3 состоит из сердечника 4, в пазах которого расположены один над другим изолированные электропроводящие стержни 5, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной 6, а с другой стороны - замыкающим цилиндром 7, состоящим из электропроводящей и изоляционной частей и оборудованным рукояткой 8.

На фиг.2 показан схематично вид сверху вторичного элемента ЛАД. Видно, что пазы и электропроводящие стержни 5 содержат центральные части 9, боковые части 10 и 11 и дополнительные части 12 и 13. Остальные обозначения здесь те же, что и на фиг.1.

На фиг.3 показаны усилия, действующие на вторичный элемент при его симметричном расположении относительно индуктора (индуктор схематично обозначен на фиг.3 штриховой линией). F_тср - тяговое усилие, действующее на центральные части 9 стержней; F₁ и F₂ - усилия, действующие на боковые части 10 и 11 вторичного элемента, которые разлагаются соответственно на тяговые F_т1 и F_т2 боковые усилия F_б1 и F_б2. На дополнительные части 12 и 13 вторичного элемента действуют тяговые усилия F_т3 и F_т4 . Остальные обозначения те же, что и на фиг.1, и фиг.2. На фиг.4 изображены те же силы, что и на фиг.3, но при боковом смещении вторичного элемента относительно индуктора вправо.

Рассмотрим работу данного линейного асинхронного двигателя.

При подключении трехфазной обмотки 2 к источнику трехфазного напряжении создается бегущее магнитное поле, пересекающее электропроводящие стержни 5 вторичного элемента и наводящее в них электродвижущие силы (ЭДС). Под действием ЭДС в стержнях 5 потекут токи, которые при взаимодействии с бегущим магнитным полем создают усилия, которые в разных частях стержней обозначены: в центральной части 9 - F_тcp, в боковых частях 10 и 11 - F₁ и F₂, которые разлагаются на силы - F_т1 и F_б1, F_т2 и F _б2; в дополнительных частях стержней 12 и 13 - F_т3 и F_т4 вторичный элемент начинает продольное перемещение, а одинаковые по величине боковые усилия F_б1 и F _б2 (фиг.1 и фиг.3) взаимно уравновешиваются и не оказывают влияние на движение вторичного элемента данного ЛАД. Эти усилия F_б1 и F_б2 одинаковы по величине при симметричном расположении вторичного элемента относительно индуктора. При смещении вторичного элемента относительно индуктора вправо часть обмотки вторичного элемента оказывается вне пределов индуктора (фиг.4). Поэтому усилия F₁ и F₂ станут различными по величине (F₁<F₂), поэтому одновременно нарушается равенство поперечных усилий (F_б1 <F_б2) (фиг.4). Под действием резкости поперечных усилий F_б2-F_б1 вторичный элемент ЛАД будет автоматически возвращаться в симметричное положение относительно индуктора (фиг.1 и фиг.3). Так будет происходить автоматическая поперечная самостабилизация вторичного элемента относительно индуктора ЛАД. Кроме того, тяговые усилия данного ЛАД будут больше, чем у прототипа, так как дополнительно появляются усилия тяговые F_т3 и F_т4, возникающие в дополнительных частях 12 и 13 вторичного элемента. Как и у прототипа, вращением замыкающего цилиндра 7 (фиг.1 и фиг.2) можно изменять величину сопротивления короткозамкнутой обмотки вторичного элемента и регулировать величину механических усилий и скорость движения линейного асинхронного двигателя.

По сравнению с прототипом увеличено тяговое усилие ЛАД.