BG65145B1

BG65145B1 - Задвижващо устройство

Info

Publication number: BG65145B1
Application number: BG105359A
Authority: BG
Inventors: Добромир АЛЕКСАНДРОВ
Original assignee: Добромир АЛЕКСАНДРОВ
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2007-03-30
Also published as: BG105359A

Abstract

Устройството е с увеличени функционални възможности и е предназначено за електрозадвижване на механизми с постъпателно и въртеливо движение. Състои се от корпус (1) с разположени по окръжност буталниелементи (2) с дъговидна повърхнина (5), оформени като сегменти (6, 7) с насрещно разположени полюси(9, 10), имащи отвори (11) с радиални водачи (12)в тях. Радиалните водачи (12) са закрепени неподвижно към централна втулка (13), свързана твърдо към корпуса (1). Поне на един от сегментите (6) има крайни превключватели (17 и 18) от известен тип заелектрозахранването на намотките (3) от сегментите (6). При друг вариант на изпълнение на изобретението между полюсите (9 и 10) на съседните сегменти(6 и 7) са разположени аксиално насочени проводници (23), оформени в радиални междинни елементи (24), прозрачни за магнитните силови линии.

Description

Изобретението се отнася до електрозадвижващо устройство, ползващо възвратно-постъпателно движение на радиално разположени елементи.

Предшестващо състояние на техниката

Известно е електрозадвижващо устройство с възвратно-постъпателно движение на бутален елемент, към който е неподвижно закрепена намотка /бобина/, разположена в централен отвор на магнитопровод с чашкообразна форма, между който и намотката има възвратна пружина. Магнитопроводът е неподвижно закрепен към корпуса на устройството /1/.

В това решение се използва един бутален елемент с еднопосочно електропридвижване и малкия ход на буталния елемент, което намалява функционалните му възможности. Също така част от електромагнитното усилие се използва за свиване на възвратната пружина, което намалява кпд на устройството.

Известно е електрозадвижващо устройство с възвратно-постъпателно движение на бутален елемент, състоящо се от корпусен магнитопровод с разположена в него намотка и бутален елемент с възвратна пружина. Буталният елемент има цилиндрична част, разположена с хлабина в намотката и дискова част, разположена срещу челата на корпуса /2/. Конструкцията на буталния елемент и магнитопровода при това решение е усложнена.

Известно е електрозадвижващо устройство, състоящо се от корпус с лагерован в него колянов вал и оформени радиални отвори, в които са разположени бутала с дисковидно уширени краища. Буталата са обхванати от закрепени в корпуса соленоиди и са разположени в две съседни равнини. Шийките на коляновия вал са свързани с буталата посредством мотовилки /3/.

При това решение липсва директна връзка между буталните елементи /буталата/, възможността им за аксиално люлеене, ограничаващо траекторията на буталните елементи и за изменение външния диаметър и форма на устройството. Малкият ход на буталата води до намалени фун кционални възможности на това устройство.

Задачата на изобретението е да се създаде устройство с увеличени функционални възможности.

Техническа същност на изобретението

Задачата е решена посредством задвижващо устройство, включващо разположен в корпус бутален елемент с намотка, свързана към електрозахранващ блок. Съгласно изобретението, в корпуса са разположени по окръжност бутални елементи с дъговидна /форма/ повърхнина, оформени като сегменти с насрещно разположени полюси между съседните сегменти, имащи отвори с радиални водачи, закрепени неподвижно към централна втулка, свързана с корпуса.

Сегментите са свързани с водачите си чрез подвижно винтово съединение, като полюсите на сегментите са уширени и са със спираловидна повърхнина спрямо оста на отворите им.

Между полюсите на всеки два съседни сегмента са разположени аксиални електропроводници, оформени като радиални междинни сегменти, прозрачни за магнитните силови линии, чиито краища са свързани в затворена ел. верига.

В централния отвор на корпуса е разположен колянов вал, чиито шийки са свързани със сегментите посредством мотовилки.

Сегментите имат кръстообразна форма, получена от втора двойка полюси, разположена напречно на първата двойка полюси, като срещу втората двойка полюси в страничните стени на корпуса са монтирани електромагнити, а краищата на втората двойка полюси на всеки кръстат сегмент са разположени в радиални канали на страничните стени.

Сегментите са разположени в статорен пръстен с трифазни намотки, осигуряващи въртящо магнитно поле, като централната втулка е лагерована в корпуса, а за захранване на намотките на секторите са предвидени колекторни пръстени на централната втулка.

В сегментите са разположени аксиални проводници, свързани в краищата си по известен начин, образуващи обща касета със странични пръстени, имащи гъвкави участъци между отделните сегменти.

Предимство на изобретението са увеличените му функционални възможности предвид увеличените възможности за преместване на сегментите на устройството (радиално движение, комбиниране между радиално и аксиално движение на сегментите и др.), изменение на външния му диаметър и форма, увеличен радиален ход на сегментите, възможност за работа в генераторен режим и др.

Описание на приложените фигури

Фигура 1 представлява напречен разрез на устройството;

фигура 2 - надлъжен разрез на устройството;

фигура 2а - надлъжен разрез на устройството при шарнирно свързване на водачите към корпуса;

фигура 2в - разгьвка по А при спираловидно оформени полюси на секторите;

фигура 2с - напречен разрез при друго примерно изпълнение;

фигура 3 - напречен разрез на устройството с междинни сегменти;

фигура 4 - напречен разрез на устройството с радиално подвижни междинни сегменти; фигура 5 - напречен разрез на устройството с коляно-мотовилков механизъм;

фигура 6 - поглед отстрани на коляновия вал;

фигура 7 - разгьвка на устройството по А от фиг. 1 при примерно изпълнение с кръстообразни сегменти;

фигура 8 - напречен разрез на устройството със статорна намотка;

фигура 9 - напречен разрез на устройството с аксиални проводници в сегментите му;

фигура 10 - поглед отстрани на устройството е многоредово разположени сегменти по дължината му.

Примерни изпълнения на изобретението

Задвижващото устройство се състои от разположен в корпус 1 бутален елемент 2 с намотка 3, свързана към електрозахранващ блок

4. В корпуса 1 са разположени по окръжност (с изменящ се диаметър) буталните елементи 2 с дъговидна повърхнина 5, оформени като сегменти 6, 7 е насрещно разположени полюси 9, 10 между съседните сегменти 6 и 7, имащи отвори 11 с радиални водачи 12, закрепени неподвижно към централна втулка 13, свързана неподвижно е корпуса 1. Във водачите 12 има свързващи проводници 14 между намотките 3 на сегментите 6, 7 и захранващият блок 4. Свързващите проводници 14 от водачите 12 контактуват чрез плъзгащи контакти, с краищата на намотките 3. При друго изпълнение контактът се осъществява чрез спираловидни проводници. При друго примерно изпълнение, между електромагнитите на сегментите 6,7 са разположени постоянни магнити. На вътрешната повърхнина 15 и външната повърхнина 16, поне за един от сегментите 6,7 са предвидени крайни превключватели 17,18 от известен тип за електрозахранването на намотките 3. При друго примерно изпълнение на захранването на намотките 3, със знакопроменлив ток може да не се използват крайните превключватели 17, 18.

При друго примерно изпълнение, показано на фигура 2-а, водачите 12 са шарнирно свързани към централната втулка 13 чрез аксиални оси 19.

При друго изпълнение, фиг. 2-с, между полюсите 9 и 10 на сегментите 6,7 има пружини 43, с краища в глухи отвори 44 на сегментите 6,7.

При друго примерно изпълнение, показано на фигура 2-в, сегментите 6, 7 са свързани с водачите си 12 чрез подвижно винтово съединение 20 /като винт и гайка/, като полюсите 9, 10 на сегментите 6,7 са уширени и са със спираловидна повърхнина 21,22 спрямо отворите им 11.

При друго примерно изпълнение, показано на фигури 3 и 4, между полюсите 9 и 10 на съседните сегменти 6 и 7 са разположени аксиални проводници 23, оформени в радиални междинни сегменти 24, прозрачни за магнитните силови линии, чиито краища са свързани в затворена ел. верига (със съответно товарно съпротивление). При един вариант, показан на фигура 3, междинните сегменти 24 са неподвижно закрепени към корпуса 1, а при друго примерно изпълнение, показано на фигура 4, междинните сегменти 24 са радиално подвижно свързани към корпуса 1 чрез радиални водачи от известен тип.

При друго примерно изпълнение, показано на фигури 5 и 6, в централния отвор на корпуса 1 е разположен колянов вал 25, чиито шийки 26 са свързани със сегментите 6, 7 посредством мотовилки 27. Сегментите 6, 7 са разположени най-малко в една равнина, а вариантно в две и повече съседни равнини.

При друго примерно изпълнение, показано на фигура 7, сегментите 6, 7 имат кръстообразна форма, получена чрез втора двойка полюси 28, 29 със съответни намотки 3 (вариантно изпълнени като постоянни магнити), като срещу втората двойка полюси 28,29 в страничните стени 30,31 на корпуса 1 са монтирани електромагнити 32,33, а краищата на втората двойка полюси 28, 29 на всеки кръстовиден сегмент 6, 7 са разположени в радиални канали 34, 35 на страничните стени 30, 31 (изпълняват ролята на водачи на сегментите 6,7).

При друго примерно изпълнение, показано на фигура 8, сегментите 6, Ί са разположени /обхванати/ в статорен пръстен 36 с трифазни намотки 37, осигуряващи въртящо магнитно поле, като централната втулка 13 е лагерована въртеливо в корпуса 1, а за захранване на намотките 3 на сегментите 6, 7 са предвидени колектори от известен тип.

При друго изпълнение на водачите 12 има намотки 45 (фиг. 3).

При друго примерно изпълнение, показано на фиг. 9, в сегментите 6 и 7 са закрепени аксиални проводници 38, свързани в краищата си чрез пластини 39, свързани помежду си по известен начин (например чрез гъвкави проводници 40 или други варианти), образуващи обща касета със странични пръстени.

При друго примерно изпълнение, показано на фигура 10, двустранно на сегментите 6, 7 са разположени в съседни равнини други сегменти 41, 42 с водачи към тях.

При едно друго примерно изпълнение при крайно вътрешно положение на сегментите 6 и 7 между полюсите 9 и 10 на съседните сегменти 6, 7 има малка хлабина, а при друго изпълнение те се допират.

Използване на изобретението

Когато сегментите 6, 7 са разположени един до друг, на минималния възможен диаметър, намотките 3 се захранват така, че разположените един срещу друг полюси 9,10 на съседните сегменти 6,7 да имат еднаква полярност, при което отблъсквайки се взаимно сегментите 6, 7 се плъзгат по водачите си 12, заемайки другото крайно положение, съответстващо на максимална окръжност. При това положение се променя посоката на тока в разположените през една намотка 3 от сегментите 6, съответстващо на различна полярност на насрещните полюси 9, 10 на съседните сегменти 6,7, при което те се привличат взаимно и се преместват към центъра на устройството до началното им положение. По този начин сегментите 6 и 7 извършват възвратно-постъпателно движение спрямо водачите си 12, в радиални посоки, изменяйки диаметъра на моментното си разполагане. При подаване на променлив ток, това движение на сегментите 6, 7 става автоматично, в съответствие с честотата на тока. При подаване на постоянен ток, смяната на посоката му в намотките 3 се извършва в крайните положения на сегментите 6,7 чрез съответните превключватели 17 и 18. При един вариант на изпълнение устройството работи при използване на постоянни магнити на сегментите 6, разположени между сегментите 7 с електромагнитите с намотките 3.

При използване на сегментите 6,7 с винтовото съединение 20 (фиг. 2-в) едновременно с радиалното отдалечаване на сегментите 6, 7, те се завъртат спрямо водачите си 12, при което разстоянието между спираловидните повърхнини 21,22 на полюсите им 9 и 10 се увеличава малко. Това е рационално при много голям радиален ход на сегментите 6, 7.

При използване на междинните сегменти 24 с аксиалните проводници 23 (фиг. 3), те се пресичат от магнитния поток на радиално предвижващите се съседни сегменти 6 и 7, при което в аксиалните проводници 23 протича ток. При взаимодействието на тока (в проводниците 23) и магнитното поле на сегментите 6,7, върху междинните сегменти 24 действа усилие, което при подвижни сегменти 24, ги предвижва радиално.

При свързване на сегментите 6,7 с коляновия вал 25 (фиг. 5, 6) възвратното радиално преместване на сегментите 6 и 7 се трансформира във въртеливо движение на коляновия вал 25. До равнината на сегментите 6,7 може да се разположи в успоредна на тях равнина втората група сегменти 6 и 7, свързани по същия начин към коляновия вал 25, при което когато едната група сегменти 6,7 са в едно крайно положение, другата група сегменти да са в другото крайно положение, спрямо водачите им 12.

При използване на кръстообразни сегменти, фиг. 7, 6 и 7, те могат да извършват освен радиално предвижване и аксиално движение (люлеене) вследствие взаимодействието между втората двойка полюси 28,29 и електромагнитите 32,33, от страничните стени 30,31 на корпуса 1. При това кръстообразните сегменти 6, 7 могат да се подреждат спираловидно, синусоидално, в една равнина /линейно/ и други варианти.

При използване на статорния пръстен 36, създаващ въртящо магнитно поле (фиг. 8) сегментите 6,7 заедно с централната втулка 13 могат да извършват ротационно движение. Въртенето се осъществява при захранване на намотките 3 на сегментите 6,7, както и при използване на сегменти 6,7 с аксиалните проводници 38. Като вариант, аксиалните проводници могат да се разположат неподвижно и към краищата на водачите 12, разположени в съседство със статорния пръстен 36.

При смяна полярността на част от сегментите 6, формата на външната им повърхнина се изменя, спрямо цилиндричната.

При разположени в съседни равнини групи сегменти (фиг. 10) външната (обхващаща) повърхнина на устройството може да приема различни форми, като цилиндрична, синусоидална, вълнообразни и др., в зависимост от моментното разположение на сегментите 6,7 във всяка от тези равнини.

Устройството може да генерира е. д. с. и съответно ток в аксиалните проводници 23 на междинните сегменти 24 (фиг. 3). Устройството може да се използва като генератор и при механично задвижване на сегментите 6,7 от външен двигател, например при въртене на коляновия вал 25 (фиг. 5, 6), които сегменти 6, 7 пресичат аксиалните проводници 23, генерирайки ток в тях. Сегментите 6, 7 (от постоянни магнити или електромагнити), се събират в общ тороидален пръстен и се раздалечават един от друг, образувайки голям брой двойки полюси 9, 10, изменяйки енергийното ниво на магнитното поле на устройството.

При шарнирно свързване на водачите 12 към централната втулка 13, фиг. 2-а, може да се изменя разстоянието между полюсите 9, 10 на съседните сегменти 6, 7, в зависимост от полярността на съседните сегменти 6 и 7.

Изобретението не ограничава монтирането на намотките 45 (фиг. 3) по дължината на водачите 12, имащи феромагнитни свойства, при което се изменя радиалното усилие върху сегментите 6,7.

При изпълнението, показано на фиг. 2-с, при предвижване на сегментите 6, 7 един към друг пружините 43 се свиват, а при удължаване на пружините 43 те предвижват сегментите 6,7 в обратна посока. При едно изпълнение пружините 43, чрез краищата си, са неподвижно свързани към сегментите 6,7.

Claims

Патентни претенции

1. Задвижващо устройство, включващо разположен в корпус бутален елемент с намотка, свързана към електрозахранващ блок, характеризиращо се с това, че в корпуса (1) са разположени по окръжност бутални елементи (2) с дъговидна повърхнина (5), оформени като сегменти (6, 7) с насрещно разположени полюси (9, 10), имащи отвори (11) с радиални водачи (12) в тях, закрепени неподвижно към централна втулка (13), свързана неподвижно с корпуса (1), като поне за един от сегментите (6) са предвидени крайни превключватели (17, 18) от известен тип за електрозахранването на намотките (3) на сегментите (6).
2. Задвижващо устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че сегментите (6, 7) са свързани с водачите си (12) чрез подвижно винтово съединение (20), при което полюсите (9,10) на сегментите (6,7) са уширени и имат спираловидна повърхнина (21, 22) спрямо отворите им (11).
3. Задвижващо устройство съгласно претенция 1 и 2, характеризиращо се с това, че между полюсите (9 и 10) на съседните сегменти (6 и 7) са разположени аксиално насочени проводници (23), оформени в радиални междинни сегменти (24), прозрачни за магнитните силови линии, чиито краища са свързани в затворена ел. верига.
4. Задвижващо устройство съгласно претенции 1,2 и 3, характеризиращо се с това, че в централния отвор на корпуса (1) е лагерован колянов вал (25), чиито шийки (26) са свързани със сегментите (6, 7) посредством мотовилки (27).
5. Задвижващо устройство съгласно пре- тенции от 1 до 4, характеризиращо се с това, че сегментите (6, 7) имат кръстовидна форма, получена чрез втора двойка полюси (28, 29) със съответни намотки (3), срещу които са монтира- 5 ни електромагнити (32,33) в страничните стени (30, 31) на корпуса (1), а краищата на втората двойка полюси (28, 29) са разположени с хлабина в радиални канали (34,35) на страничните стени (30, 31). 10
6. Задвижващо устройство съгласно претенции от 1 до 5, характеризиращо се с това, че сегментите (6,7) са разположени в статорен пръстен (36) с магнитопровод и трифазни намотки (37), при което централната втулка (13) е лагерована въртеливо в корпуса (1), а за захранването на намотките (3) са предвидени колектори.
7. Задвижващо устройство съгласно претенции от 1 до 6, характеризиращо се с това, че между полюсите (9,10) на съседните сегменти (6, 7) са тангенциално разположени пружини (43), чиито краища са монтирани в глухи отвори (44) на полюсите (9, 10).